Дослідницька група під керівництвом доцента Такасі Ікуно з Токійського університету науки створила штучний синапс, який може революціонізувати спосіб обробки візуальної інформації штучним інтелектом на периферії мереж.
Результати роботи, опубліковані в Scientific Reports 12 травня 2025 року, описують проривний пристрій, що поєднує два різних барвникових сонячних елементи, які по-різному реагують на різні довжини хвиль світла. На відміну від традиційних оптоелектронних штучних синапсів, які потребують зовнішнього живлення, цей синапс генерує електроенергію завдяки перетворенню сонячної енергії, що робить його особливо придатним для застосування в edge-комп'ютингу, де критично важлива енергоефективність.
Система здатна розрізняти кольори з роздільною здатністю 10 нанометрів у видимому спектрі, що наближається до рівня розрізнення людського ока. Вона демонструє біполярну реакцію: генерує позитивну напругу під дією синього світла та негативну — під червоним, що дозволяє виконувати складні логічні операції без додаткових схем.
"Ми віримо, що ця технологія сприятиме створенню малопотужних систем машинного зору з можливістю розрізнення кольорів, близькою до людського ока", — зазначає доктор Ікуно. Команда продемонструвала можливості пристрою, використавши його у фізичній архітектурі reservoir computing для розпізнавання різних людських рухів, записаних у червоному, зеленому та синьому кольорах. Вони досягли вражаючої точності у 82% при класифікації 18 різних комбінацій кольорів і рухів за допомогою одного пристрою.
Наслідки цього дослідження охоплюють багато галузей. В автономних транспортних засобах такі пристрої можуть забезпечити ефективніше розпізнавання світлофорів, дорожніх знаків і перешкод. У сфері охорони здоров'я вони можуть живити носяні пристрої для моніторингу життєвих показників, таких як рівень кисню в крові, з мінімальним споживанням батареї. Для споживчої електроніки ця технологія може призвести до створення смартфонів і гарнітур доповненої реальності з суттєво покращеним часом автономної роботи та збереженням розвинених можливостей візуального розпізнавання.
З огляду на зростання edge-комп'ютингу, коли, за прогнозами Gartner, до 2025 року 75% корпоративних даних оброблятиметься на периферії, такі інновації, як цей самозарядний штучний синапс, стануть ключовими для впровадження можливостей ІІ в умовах обмежених ресурсів.