Un team di ricerca guidato dal professore associato Takashi Ikuno dell’Università di Scienza di Tokyo ha creato una sinapsi artificiale rivoluzionaria che imita la visione dei colori umana generando al contempo la propria energia. Pubblicato su Scientific Reports il 12 maggio 2025, lo studio dimostra come questa tecnologia potrebbe trasformare i sistemi di visione artificiale in dispositivi con risorse limitate.
A differenza dei tradizionali sistemi optoelettronici che richiedono fonti di alimentazione esterne e notevoli risorse di calcolo, questo dispositivo autoalimentato integra due diverse celle solari sensibilizzate a colorante, ciascuna in grado di rispondere in modo unico a differenti lunghezze d’onda della luce. La sinapsi mostra risposte di tensione bipolari—positive per la luce blu e negative per la luce rossa—consentendole di distinguere i colori con un’eccezionale risoluzione di 10 nanometri su tutto lo spettro visibile.
Questo comportamento dipendente dalla lunghezza d’onda permette al dispositivo di eseguire operazioni logiche complesse come AND, OR e XOR all’interno di un singolo componente, raggiungendo una risoluzione di sei bit con 64 stati distinti. Quando testato in un framework fisico di reservoir computing, il sistema ha classificato con successo movimenti umani registrati in diversi colori con un’impressionante accuratezza dell’82% utilizzando una sola sinapsi, rispetto ai molteplici fotodiodi richiesti dagli approcci tradizionali.
"I risultati mostrano un grande potenziale per l’applicazione di questo dispositivo optoelettronico di nuova generazione a sistemi di intelligenza artificiale a basso consumo con riconoscimento visivo", sottolinea il dottor Ikuno. Le applicazioni della tecnologia spaziano in diversi settori, dai veicoli autonomi che possono riconoscere efficientemente i segnali stradali risparmiando batteria, ai dispositivi indossabili per la salute che monitorano i parametri vitali con un consumo energetico minimo.
Imitando l’approccio di filtraggio selettivo del sistema visivo umano, invece di elaborare ogni dettaglio, questa innovazione rappresenta un passo significativo verso l’implementazione di capacità avanzate di visione artificiale nei dispositivi edge come smartphone, droni e sistemi AR/VR. Il team di ricerca immagina che questa tecnologia possa contribuire a un futuro in cui i dispositivi di uso quotidiano saranno in grado di vedere e interpretare il mondo in modo più simile agli esseri umani, ma con un consumo energetico nettamente inferiore.