Zespół badawczy pod kierownictwem profesora Takashiego Ikuno z Uniwersytetu Naukowego w Tokio opracował rewolucyjną, samonapędzaną sztuczną synapsę, która naśladuje ludzkie widzenie barw przy minimalnym zużyciu energii, co może odmienić zastosowania AI na brzegu sieci.
Urządzenie, opisane w artykule opublikowanym w Scientific Reports 12 maja 2025 roku, integruje dwa różne barwnikowe ogniwa słoneczne reagujące na różne długości fal światła. W przeciwieństwie do konwencjonalnych systemów wymagających zewnętrznego zasilania, ta sztuczna synapsa sama wytwarza energię elektryczną dzięki konwersji energii słonecznej, co czyni ją idealną dla zastosowań edge computingu, gdzie efektywność energetyczna jest kluczowa.
Synapsa potrafi rozróżniać kolory w całym widzialnym spektrum z imponującą rozdzielczością 10 nanometrów, zbliżając się do możliwości ludzkiego wzroku. Wytwarza przeciwne polaryzacje napięcia pod wpływem różnych kolorów światła — dodatnią dla niebieskiego i ujemną dla czerwonego — co umożliwia jej wykonywanie złożonych operacji logicznych bez dodatkowych układów elektronicznych.
„Wyniki pokazują ogromny potencjał zastosowania tego nowej generacji urządzenia optoelektronicznego w niskoprądowych systemach sztucznej inteligencji z rozpoznawaniem obrazu” — wyjaśnia profesor Ikuno. Podczas testów w ramach obliczeń rezerwuarowych system osiągnął 82% skuteczności w klasyfikacji 18 różnych kombinacji kolor-ruch, wykorzystując tylko jedno urządzenie, podczas gdy tradycyjne podejścia wymagają wielu fotodiod.
To przełomowe osiągnięcie rozwiązuje istotny problem wdrażania zaawansowanych systemów wizyjnych w urządzeniach edge, gdzie ograniczenia mocy i obliczeniowe tradycyjnie ograniczały możliwości. Technologia ta może umożliwić bardziej efektywne przetwarzanie obrazu w smartfonach, dronach, urządzeniach medycznych do noszenia czy pojazdach autonomicznych.
Naukowcy przewidują szerokie zastosowania swojej innowacji, m.in. jako niskoprądowe sensory optyczne w samodzielnych smartwatchach i urządzeniach medycznych, co może znacznie obniżyć koszty w porównaniu z obecnymi technologiami. Wraz z rosnącym znaczeniem maszynowego widzenia w nowoczesnych technologiach, ta samonapędzana synapsa stanowi istotny krok w kierunku wprowadzenia zaawansowanych możliwości komputerowego widzenia do codziennych urządzeń przy minimalnym zużyciu energii.