Группа исследователей из Токийского университета естественных наук представила революционную разработку — искусственный синапс, способный различать цвета с точностью, близкой к человеческому зрению. Это открытие может кардинально изменить технологии визуального распознавания в смартфонах, дронах и беспилотных автомобилях, значительно снизив их энергопотребление.
Как работает новая технология
Устройство, созданное под руководством доцента Такаши Икуно, имитирует работу биологических синапсов — соединений между нейронами, отвечающих за передачу информации в мозге. Однако, в отличие от природных аналогов, этот искусственный синапс функционирует исключительно за счет солнечного света, не требуя внешнего источника энергии.
В основе разработки лежит комбинация двух солнечных элементов, каждый из которых реагирует на определенные длины световых волн. Уникальность системы в том, что она не только распознает цвета, но и самостоятельно генерирует электрические сигналы, необходимые для обработки данных.
Человеческий глаз обладает удивительной способностью выборочно фильтровать визуальную информацию, экономя энергию. Современные системы машинного зрения, напротив, вынуждены обрабатывать каждый пиксель, что требует огромных вычислительных ресурсов. Новый синапс решает эту проблему, сочетая высокую точность (разрешение до 10 нанометров) с минимальным энергопотреблением.
В ходе испытаний устройство успешно распознало 18 различных комбинаций цвета и движения человека, достигнув точности 82% — и это с использованием всего одного синапса. Для сравнения, традиционные системы требуют множества фотодиодов для решения аналогичных задач.
Потенциальные области применения технологии обширны, от беспилотного транспорта (для улучшенного распознавания дорожных знаков и сигналов светофора) до электроники (более долговечные смартфоны и VR-устройства с эффективной обработкой изображений).
Мы уверены, что эта технология откроет новые возможности для маломощных систем машинного зрения, приближая их к способностям человеческого глаза, — отметил Икуно.
Ученые планируют доработать технологию для коммерческого использования. Если испытания пройдут успешно, первые устройства на основе искусственного синапса могут появиться на рынке уже в ближайшие годы.
