Výskumný tím pod vedením docenta Takashiho Ikuna z Tokijskej univerzity vedy vytvoril revolučnú umelú synapsiu, ktorá napodobňuje ľudské vnímanie farieb a zároveň si sama generuje energiu. Štúdia publikovaná v Scientific Reports 12. mája 2025 ukazuje, ako by táto technológia mohla transformovať systémy strojového videnia v zariadeniach s obmedzenými zdrojmi.
Na rozdiel od bežných optoelektronických systémov, ktoré vyžadujú externé zdroje energie a značné výpočtové kapacity, toto samonapájané zariadenie integruje dva rôzne farbivom senzibilizované solárne články, ktoré reagujú jedinečne na rôzne vlnové dĺžky svetla. Synapsia vykazuje bipolárne napäťové odozvy – pozitívne pre modré svetlo a negatívne pre červené – čo jej umožňuje rozlišovať farby s pozoruhodným rozlíšením 10 nanometrov v rámci viditeľného spektra.
Táto závislosť od vlnovej dĺžky umožňuje zariadeniu vykonávať zložité logické operácie vrátane AND, OR a XOR v rámci jediného komponentu, pričom dosahuje šesťbitové rozlíšenie so 64 odlišnými stavmi. Pri testovaní v rámci fyzického rezervoárového výpočtového rámca systém úspešne klasifikoval ľudské pohyby zaznamenané v rôznych farbách s pôsobivou presnosťou 82 % pri použití iba jednej synapsie, na rozdiel od viacerých fotodiód potrebných v tradičných prístupoch.
„Výsledky ukazujú veľký potenciál pre aplikáciu tohto optoelektronického zariadenia novej generácie v nízkoenergetických systémoch umelej inteligencie s vizuálnym rozpoznávaním,“ uviedol Dr. Ikuno. Možnosti využitia tejto technológie siahajú naprieč viacerými odvetviami – od autonómnych vozidiel, ktoré dokážu efektívne rozpoznávať dopravné signály pri úspore batérie, až po zdravotnícke nositeľné zariadenia monitorujúce životné funkcie s minimálnou spotrebou energie.
Napodobňovaním selektívneho filtrovania ľudského vizuálneho systému namiesto spracovania každého detailu predstavuje táto inovácia významný krok k prenosu sofistikovaných schopností počítačového videnia do okrajových zariadení, ako sú smartfóny, drony či AR/VR systémy. Výskumný tím si predstavuje budúcnosť, v ktorej budú bežné zariadenia schopné vidieť a interpretovať svet podobne ako ľudia, no s oveľa nižšou spotrebou energie.