Výskumný tím pod vedením docenta Takashiho Ikuna z Tokijskej univerzity vied vytvoril umelú synapsiu, ktorá by mohla zásadne zmeniť spôsob, akým stroje vnímajú svet. Ich inovácia, publikovaná v časopise Scientific Reports 12. mája 2025, napodobňuje ľudské farebné videnie a zároveň eliminuje potrebu externých zdrojov energie.
Na rozdiel od bežných systémov strojového videnia, ktoré zachytávajú a spracúvajú každý detail a vyžadujú značné množstvo energie a výpočtových zdrojov, toto nové zariadenie funguje podobne ako ľudské oko. Integráciou dvoch rôznych farbivom senzibilizovaných solárnych článkov, ktoré reagujú na rôzne vlnové dĺžky svetla, umelá synapsia premieňa slnečnú energiu na elektrickú a zároveň rozlišuje farby s pozoruhodnou presnosťou.
Systém dokáže detegovať farebné rozdiely s rozlíšením 10 nanometrov v celom viditeľnom spektre – čo sa približuje schopnostiam ľudského oka. Zároveň vykazuje bipolárne reakcie: pri modrom svetle generuje kladné napätie, pri červenom záporné, čo mu umožňuje vykonávať zložité logické operácie, ktoré by inak vyžadovali viacero konvenčných zariadení.
Na demonštráciu praktických aplikácií použili vedci svoje zariadenie v rámci fyzického rezervoárového výpočtového systému na rozpoznávanie rôznych ľudských pohybov zaznamenaných v červenej, zelenej a modrej farbe. Systém dosiahol pôsobivú 82% presnosť pri klasifikácii 18 rôznych kombinácií farieb a pohybov, pričom využíval len jedno zariadenie namiesto viacerých fotodiód potrebných v tradičných systémoch.
Dôsledky tohto výskumu presahujú do viacerých odvetví. V autonómnych vozidlách by tieto zariadenia mohli umožniť efektívnejšie rozpoznávanie semaforov, dopravných značiek či prekážok. V zdravotníctve by mohli poháňať nositeľné zariadenia na monitorovanie životných funkcií s minimálnou spotrebou batérie. Pre spotrebnú elektroniku by táto technológia mohla priniesť smartfóny a AR/VR headsety s výrazne predĺženou výdržou batérie a zároveň zachovaním pokročilých vizuálnych rozpoznávacích schopností.
„Veríme, že táto technológia prispeje k realizácii nízkoenergetických systémov strojového videnia so schopnosťou rozlišovať farby na úrovni blízkej ľudskému oku,“ uviedol Dr. Ikuno. Tento prelom predstavuje významný krok smerom k efektívnemu počítačovému videniu pre zariadenia na okraji siete a umožní, aby naša každodenná technológia videla svet podobne ako my.