Дослідницька група під керівництвом доцента Такаші Ікуно з Токійського університету науки створила революційну штучну синапсу, яка імітує людське сприйняття кольору та одночасно генерує власну енергію. Дослідження, опубліковане 12 травня 2025 року в журналі Scientific Reports, демонструє, як ця технологія може змінити системи машинного зору в пристроях з обмеженими ресурсами.
На відміну від традиційних оптоелектронних систем, які потребують зовнішнього живлення та значних обчислювальних ресурсів, цей самозабезпечений пристрій інтегрує два різних барвникових сонячних елементи, що по-різному реагують на різні довжини хвиль світла. Синапса демонструє біполярні напругові відповіді — позитивну для синього світла та негативну для червоного, що дозволяє розрізняти кольори з вражаючою роздільною здатністю 10 нанометрів у видимому спектрі.
Завдяки цій залежності від довжини хвилі пристрій здатен виконувати складні логічні операції, зокрема AND, OR та XOR, в межах одного компонента, досягаючи шестибітної роздільної здатності з 64 унікальними станами. Під час тестування у фізичній системі резервуарних обчислень система успішно класифікувала рухи людини, записані у різних кольорах, з вражаючою точністю 82% лише за допомогою одного синапса, тоді як традиційні підходи потребують кількох фотодіодів.
«Результати демонструють великий потенціал застосування цього оптоелектронного пристрою нового покоління у малопотужних системах штучного інтелекту з візуальним розпізнаванням», — зазначає доктор Ікуно. Сфери застосування технології охоплюють різні галузі: від автономних транспортних засобів, які можуть ефективно розпізнавати дорожні сигнали з мінімальним споживанням енергії, до медичних носимих пристроїв, що відстежують життєві показники з мінімальними витратами.
Імітуючи селективний фільтраційний підхід людської зорової системи, а не обробляючи кожну деталь, це нововведення є важливим кроком до впровадження складних можливостей комп’ютерного зору у периферійні пристрої, такі як смартфони, дрони та AR/VR-системи. Дослідники вважають, що ця технологія сприятиме майбутньому, в якому повсякденні пристрої зможуть бачити та інтерпретувати світ подібно до людини, але з набагато меншим енергоспоживанням.