O echipă de cercetare condusă de conferențiarul asociat Takashi Ikuno de la Universitatea de Știință din Tokyo a creat o sinapsă artificială revoluționară care imită vederea umană a culorilor și își generează propria energie. Publicat în Scientific Reports pe 12 mai 2025, studiul demonstrează cum această tehnologie ar putea transforma sistemele de viziune artificială din dispozitivele cu resurse limitate.
Spre deosebire de sistemele optoelectronice convenționale care necesită surse externe de energie și resurse de calcul semnificative, acest dispozitiv autoalimentat integrează două tipuri diferite de celule solare sensibilizate cu coloranți, care răspund distinct la diverse lungimi de undă ale luminii. Sinapsa prezintă răspunsuri bipolare de tensiune—pozitive pentru lumina albastră și negative pentru lumina roșie—permițându-i să distingă culorile cu o rezoluție remarcabilă de 10 nanometri pe întregul spectru vizibil.
Acest comportament dependent de lungimea de undă permite dispozitivului să realizeze operații logice complexe, inclusiv AND, OR și XOR, într-o singură componentă, atingând o rezoluție pe șase biți cu 64 de stări distincte. Testat într-un cadru de calcul de tip „reservoir computing”, sistemul a clasificat cu succes mișcări umane înregistrate în culori diferite cu o rată de acuratețe impresionantă de 82%, folosind o singură sinapsă, comparativ cu mai mulți fotodiodi necesari în abordările tradiționale.
„Rezultatele arată un potențial extraordinar pentru aplicarea acestei noi generații de dispozitive optoelectronice în sisteme de inteligență artificială cu consum redus de energie și recunoaștere vizuală”, notează dr. Ikuno. Aplicațiile tehnologiei acoperă multiple industrii, de la vehicule autonome care pot recunoaște eficient semnalele de trafic economisind bateria, până la dispozitive medicale purtabile care monitorizează semnele vitale cu un consum minim de energie.
Prin imitarea abordării selective de filtrare a sistemului vizual uman, în locul procesării fiecărui detaliu, această inovație reprezintă un pas semnificativ către aducerea unor capabilități sofisticate de viziune computerizată pe dispozitive edge precum smartphone-uri, drone și sisteme AR/VR. Echipa de cercetare își imaginează că această tehnologie va contribui la un viitor în care dispozitivele de zi cu zi vor putea vedea și interpreta lumea mai asemănător cu oamenii, dar cu un consum energetic mult redus.