Ett forskarlag lett av docent Takashi Ikuno vid Tokyos vetenskapliga universitet har skapat en artificiell synaps som kan revolutionera hur maskiner uppfattar världen. Deras innovation, som publicerades i Scientific Reports den 12 maj 2025, efterliknar mänsklig färgseende och eliminerar behovet av externa strömkällor.
Till skillnad från konventionella maskinseendesystem som fångar och bearbetar varje detalj – något som kräver mycket energi och datorkraft – fungerar denna nya enhet mer som det mänskliga ögat. Genom att integrera två olika färgkänsliga solceller som reagerar olika på olika ljusvåglängder, genererar den artificiella synapsen sin egen elektricitet via solenergi samtidigt som den kan särskilja färger med imponerande precision.
Systemet kan upptäcka färgskillnader med en upplösning på 10 nanometer över det synliga spektrumet – nära mänsklig förmåga. Det uppvisar även bipolära svar, där det genererar positiv spänning under blått ljus och negativ under rött ljus, vilket möjliggör komplexa logiska operationer som annars skulle kräva flera konventionella enheter.
För att visa praktiska tillämpningar använde forskarna sin enhet i ett fysiskt reservoir computing-ramverk för att känna igen olika mänskliga rörelser inspelade i rött, grönt och blått. Systemet uppnådde imponerande 82 % noggrannhet vid klassificering av 18 olika kombinationer av färger och rörelser – med endast en enda enhet istället för de flera fotodioder som krävs i traditionella system.
Forskningens betydelse sträcker sig över flera branscher. Inom självkörande fordon kan dessa enheter möjliggöra effektivare igenkänning av trafikljus, vägskyltar och hinder. Inom sjukvården kan de driva bärbara enheter som övervakar vitalparametrar med minimal batteriförbrukning. För konsumentelektronik kan teknologin leda till smarta telefoner och AR/VR-headset med dramatiskt förbättrad batteritid, samtidigt som avancerad visuell igenkänning bibehålls.
"Vi tror att denna teknik kommer att bidra till förverkligandet av energisnåla maskinseendesystem med färgseparationsförmåga nära det mänskliga ögat," kommenterade Dr. Ikuno. Detta genombrott är ett viktigt steg mot att ge edge-enheter effektiv datorsyn, så att vår vardagsteknik kan se världen mer som vi gör.