Дослідницька команда під керівництвом доцента Такасі Ікуно з Токійського університету науки створила революційний автономний штучний синапс, який імітує людське кольорове бачення та споживає мінімум енергії, що може докорінно змінити застосування штучного інтелекту на периферії.
Пристрій, докладно описаний у статті, опублікованій у Scientific Reports 12 травня 2025 року, поєднує два різні барвникові сонячні елементи, чутливі до різних довжин хвиль світла. На відміну від традиційних систем, що потребують зовнішнього живлення, цей штучний синапс генерує електроенергію самостійно завдяки перетворенню сонячної енергії, що робить його ідеальним для периферійних обчислень, де критично важлива енергоефективність.
Синапс здатен розрізняти кольори у видимому спектрі з вражаючою роздільною здатністю 10 нанометрів, що наближається до можливостей людського зору. Під впливом світла різних кольорів пристрій генерує напругу протилежної полярності — позитивну для синього та негативну для червоного, що дозволяє виконувати складні логічні операції без додаткових схем.
«Результати демонструють великий потенціал застосування цього оптоелектронного пристрою нового покоління у малопотужних системах штучного інтелекту з функцією розпізнавання зображень», — пояснює професор Ікуно. Під час тестування у рамках резервуарних обчислень система досягла 82% точності при класифікації 18 різних комбінацій кольору та руху, використовуючи лише один пристрій, тоді як традиційні підходи потребують декількох фотодіодів.
Цей прорив вирішує важливу проблему впровадження передових систем зору у периферійних пристроях, де обмеження потужності та обчислювальних ресурсів традиційно стримували можливості. Технологія може забезпечити ефективнішу візуальну обробку у смартфонах, дронах, носимих медичних пристроях та автономних транспортних засобах.
Дослідники бачать широкі перспективи для свого винаходу, зокрема у вигляді малопотужних оптичних сенсорів для автономних смарт-годинників і медичних пристроїв, що потенційно дозволить суттєво знизити вартість у порівнянні з сучасними технологіями. Оскільки машинний зір стає дедалі важливішим для сучасних технологій, цей автономний синапс є значним кроком до впровадження передових можливостей комп’ютерного зору у повсякденні пристрої з мінімальними енергетичними витратами.