Дослідницька група під керівництвом доцента Такасі Ікуно з Токійського університету науки створила штучний синапс, який може революціонізувати спосіб, у який машини сприймають світ. Їхнє нововведення, опубліковане в журналі Scientific Reports 12 травня 2025 року, імітує людське сприйняття кольору та не потребує зовнішніх джерел живлення.
На відміну від традиційних систем машинного зору, які фіксують і обробляють кожну деталь, споживаючи значну кількість енергії та обчислювальних ресурсів, новий пристрій працює подібно до людського ока. Завдяки інтеграції двох різних фарбочутливих сонячних елементів, що реагують на різні довжини хвиль світла, штучний синапс генерує власну електроенергію шляхом перетворення сонячної енергії та розрізняє кольори з вражаючою точністю.
Система здатна виявляти різницю кольорів з роздільною здатністю 10 нанометрів по всьому видимому спектру — майже на рівні людського ока. Вона також демонструє біполярні реакції: під дією синього світла генерує позитивну напругу, а під червоним — негативну. Це дозволяє виконувати складні логічні операції, які зазвичай вимагають кількох традиційних пристроїв.
Для демонстрації практичного застосування дослідники використали свій пристрій у фізичній системі резервуарних обчислень для розпізнавання різних людських рухів, записаних у червоному, зеленому та синьому кольорах. Система досягла вражаючої точності у 82% при класифікації 18 різних комбінацій кольорів і рухів, використовуючи лише один пристрій замість кількох фотодіодів, як у традиційних системах.
Вплив цього дослідження охоплює багато галузей. В автономному транспорті такі пристрої можуть забезпечити ефективніше розпізнавання світлофорів, дорожніх знаків і перешкод. У медицині вони можуть живити носимі пристрої для моніторингу життєвих показників із мінімальним споживанням батареї. Для споживчої електроніки ця технологія може призвести до появи смартфонів і гарнітур доповненої/віртуальної реальності з суттєво збільшеним часом автономної роботи та збереженням високих можливостей візуального розпізнавання.
"Ми віримо, що ця технологія сприятиме створенню енергоефективних систем машинного зору з можливістю розрізнення кольорів, близькою до людського ока", — зазначив доктор Ікуно. Це відкриття є важливим кроком до впровадження ефективного комп’ютерного зору в пристрої на периферії мережі, дозволяючи нашій повсякденній техніці бачити світ так, як бачимо його ми.