Исследовательская группа под руководством доцента Такаси Икуно из Токийского университета науки создала искусственный синапс, который может революционизировать обработку визуальной информации ИИ на периферии вычислительных сетей.
Прорывное устройство, описание которого опубликовано в журнале Scientific Reports 12 мая 2025 года, сочетает два различных красочно-сенсибилизированных солнечных элемента, реагирующих на разные длины волн света. В отличие от традиционных оптоэлектронных искусственных синапсов, требующих внешних источников питания, этот синапс генерирует электричество за счёт преобразования солнечной энергии, что делает его особенно подходящим для периферийных вычислений, где критически важна энергоэффективность.
Система способна различать цвета с разрешением в 10 нанометров по всему видимому спектру, приближаясь к уровню различения человеческого глаза. Она демонстрирует биполярные отклики, генерируя положительное напряжение под воздействием синего света и отрицательное — под красным, что позволяет выполнять сложные логические операции без дополнительной схемотехники.
«Мы считаем, что эта технология поспособствует созданию энергоэффективных систем машинного зрения с возможностями цветоразличения, близкими к человеческому глазу», — отмечает доктор Икуно. Команда продемонстрировала возможности устройства, применив его в физической архитектуре reservoir computing для распознавания различных человеческих движений, записанных в красном, зелёном и синем цветах, достигнув впечатляющей точности в 82% при классификации 18 различных комбинаций цветов и движений с помощью одного устройства.
Влияние этого исследования распространяется на множество отраслей. В автономных транспортных средствах такие устройства могут обеспечить более эффективное распознавание светофоров, дорожных знаков и препятствий. В здравоохранении они могут питать носимые устройства для мониторинга жизненных показателей, таких как уровень кислорода в крови, практически не расходуя заряд батареи. Для потребительской электроники эта технология может привести к появлению смартфонов и гарнитур дополненной реальности с существенно увеличенным временем автономной работы при сохранении сложных возможностей визуального распознавания.
По мере развития периферийных вычислений, когда, по прогнозу Gartner, к 2025 году 75% корпоративных данных будет обрабатываться на периферии, такие инновации, как этот автономный искусственный синапс, станут ключевыми для внедрения ИИ в условиях ограниченных ресурсов.