Une équipe de recherche dirigée par le professeur associé Takashi Ikuno de l’Université des sciences de Tokyo a créé une synapse artificielle révolutionnaire qui imite la vision des couleurs humaine tout en générant sa propre énergie. Publiée dans Scientific Reports le 12 mai 2025, l’étude montre comment cette technologie pourrait transformer les systèmes de vision artificielle dans des dispositifs aux ressources limitées.
Contrairement aux systèmes optoélectroniques classiques qui nécessitent des sources d’alimentation externes et d’importantes ressources informatiques, ce dispositif auto-alimenté intègre deux cellules solaires sensibilisées à des colorants différents, chacune réagissant de manière unique à diverses longueurs d’onde lumineuses. La synapse présente des réponses de tension bipolaires — positives pour la lumière bleue et négatives pour la lumière rouge — lui permettant de distinguer les couleurs avec une remarquable résolution de 10 nanomètres sur l’ensemble du spectre visible.
Ce comportement dépendant de la longueur d’onde permet au dispositif d’effectuer des opérations logiques complexes telles que AND, OR et XOR au sein d’un seul composant, atteignant une résolution de six bits avec 64 états distincts. Lorsqu’il a été testé dans un cadre de calcul par réservoir physique, le système a réussi à classer des mouvements humains enregistrés dans différentes couleurs avec un taux de précision impressionnant de 82 %, en utilisant une seule synapse, contre plusieurs photodiodes nécessaires dans les approches traditionnelles.
« Les résultats montrent un grand potentiel pour l’application de ce dispositif optoélectronique de nouvelle génération à des systèmes d’intelligence artificielle basse consommation dotés de capacités de reconnaissance visuelle », souligne le Dr Ikuno. Les applications de cette technologie couvrent de nombreux secteurs, des véhicules autonomes capables de reconnaître efficacement les signaux routiers tout en économisant la batterie, aux dispositifs médicaux portables surveillant les signes vitaux avec une consommation énergétique minimale.
En imitant l’approche de filtrage sélectif du système visuel humain plutôt que de traiter chaque détail, cette innovation représente une avancée majeure vers l’intégration de capacités sophistiquées de vision par ordinateur dans des dispositifs en périphérie comme les smartphones, drones ou systèmes AR/VR. L’équipe de recherche imagine que cette technologie contribuera à un avenir où les objets du quotidien pourront voir et interpréter le monde à la manière des humains, mais avec une consommation d’énergie bien moindre.