Zespół badawczy kierowany przez profesora nadzwyczajnego Takashiego Ikuno z Tokyo University of Science stworzył sztuczny synaps, który może zrewolucjonizować sposób, w jaki maszyny postrzegają świat. Ich innowacja, opisana w czasopiśmie Scientific Reports 12 maja 2025 roku, naśladuje ludzkie widzenie kolorów, eliminując jednocześnie potrzebę zewnętrznych źródeł zasilania.
W przeciwieństwie do konwencjonalnych systemów maszynowego widzenia, które rejestrują i przetwarzają każdy szczegół, wymagając dużej mocy i zasobów obliczeniowych, to nowe urządzenie działa bardziej jak ludzkie oko. Dzięki integracji dwóch różnych barwnikowych ogniw słonecznych, reagujących odmiennie na różne długości fal światła, sztuczny synaps sam wytwarza energię elektryczną poprzez konwersję energii słonecznej, jednocześnie rozróżniając kolory z niezwykłą precyzją.
System potrafi wykrywać różnice kolorów z rozdzielczością 10 nanometrów w całym widzialnym spektrum — zbliżając się do możliwości ludzkiego wzroku. Wykazuje także dwubiegunowe odpowiedzi: generuje napięcie dodatnie pod wpływem światła niebieskiego i ujemne pod wpływem czerwonego, co pozwala mu wykonywać złożone operacje logiczne, które zwykle wymagają wielu tradycyjnych urządzeń.
Aby zademonstrować praktyczne zastosowania, naukowcy wykorzystali swoje urządzenie w fizycznym systemie obliczeń rezerwuarowych do rozpoznawania różnych ludzkich ruchów zarejestrowanych w kolorach czerwonym, zielonym i niebieskim. System osiągnął imponującą dokładność na poziomie 82% przy klasyfikacji 18 różnych kombinacji kolorów i ruchów, wykorzystując tylko jedno urządzenie, zamiast wielu fotodiod potrzebnych w tradycyjnych rozwiązaniach.
Konsekwencje tych badań obejmują wiele branż. W pojazdach autonomicznych takie urządzenia mogą umożliwić bardziej efektywne rozpoznawanie sygnalizacji świetlnej, znaków drogowych i przeszkód. W opiece zdrowotnej mogą zasilać urządzenia noszone monitorujące parametry życiowe przy minimalnym zużyciu baterii. W elektronice konsumenckiej technologia ta może prowadzić do powstania smartfonów oraz zestawów do rzeczywistości rozszerzonej/wirtualnej o znacznie wydłużonej żywotności baterii, przy zachowaniu zaawansowanych możliwości rozpoznawania obrazu.
"Wierzymy, że ta technologia przyczyni się do realizacji niskoprądowych systemów maszynowego widzenia, zdolnych do rozróżniania kolorów na poziomie zbliżonym do ludzkiego oka" — podkreślił dr Ikuno. To przełomowe osiągnięcie stanowi istotny krok w kierunku wdrożenia wydajnych systemów komputerowego widzenia w urządzeniach brzegowych, umożliwiając naszej codziennej technologii widzenie świata w sposób bardziej zbliżony do ludzkiego.