Μια ομάδα Ιαπώνων ερευνητών από το Tokyo University of Science παρουσίασε πρόσφατα μια καινοτομία που ενδέχεται να μεταμορφώσει το πεδίο της τεχνητής όρασης: μια τεχνητή σύναψη ικανή να αναγνωρίζει χρώματα με ακρίβεια συγκρίσιμη με εκείνη του ανθρώπινου ματιού, χωρίς να απαιτείται εξωτερική παροχή ενέργειας. Το σύστημα αυτό λειτουργεί αποκλειστικά με ηλιακή ενέργεια και ενσωματώνει τις αρχές του ανθρώπινου οπτικού συστήματος, προσφέροντας έναν ιδιαίτερα αποδοτικό και οικολογικό τρόπο επεξεργασίας οπτικών δεδομένων.
Σε αντίθεση με τα περισσότερα σύγχρονα συστήματα μηχανικής όρασης, τα οποία καταγράφουν και επεξεργάζονται κάθε λεπτομέρεια μιας εικόνας, το ανθρώπινο μάτι (και κατ’ επέκταση ο εγκέφαλος) φιλτράρει μόνο τις απαραίτητες πληροφορίες, καταναλώνοντας ελάχιστη ενέργεια. Αυτό το φυσικό μοντέλο προσπάθησαν να αναπαραγάγουν οι επιστήμονες, σχεδιάζοντας μια ηλεκτρονική σύναψη ικανή να πραγματοποιεί λογικές λειτουργίες και να αναγνωρίζει χρώματα σε πραγματικό χρόνο, αξιοποιώντας απλώς το φως του περιβάλλοντος.
Ο πυρήνας της συσκευής βασίζεται σε δύο φωτοευαίσθητες κυψέλες ηλιακής ενέργειας (DSSC), καθεμία από τις οποίες είναι ρυθμισμένη να ανταποκρίνεται σε συγκεκριμένα μήκη κύματος του φωτός. Όταν εκτίθενται σε φωτισμό, οι κυψέλες αυτές παράγουν ηλεκτρική απόκριση με πολικότητα που εξαρτάται από το χρώμα: θετική για το μπλε φως και αρνητική για το κόκκινο. Χάρη σε αυτό το χαρακτηριστικό, το σύστημα μπορεί όχι μόνο να ξεχωρίσει αποχρώσεις με ακρίβεια, αλλά και να εκτελέσει βασικές λογικές εντολές, χωρίς να χρειάζεται εξωτερική ηλεκτροδότηση.
Οι μετρήσεις δείχνουν ότι η συσκευή μπορεί να αναγνωρίζει χρώματα σε διαστήματα των 10 νανομέτρων, επίπεδο που προσεγγίζει την οπτική ευαισθησία του ανθρώπινου ματιού. Επιπλέον, όταν ενσωματώθηκε σε ένα δίκτυο φυσικής υπολογιστικής, το σύστημα ήταν ικανό να αναγνωρίσει ανθρώπινες κινήσεις που παρουσιάζονταν ως συνδυασμοί χρωμάτων (κόκκινο, πράσινο και μπλε), με ποσοστό ακρίβειας που έφτανε το 82%, χρησιμοποιώντας μόνο μία σύναψη.
Αναμφίβολα, το πιο εντυπωσιακό χαρακτηριστικό του συστήματος είναι η πλήρης ενεργειακή του αυτονομία. Όλη η επεξεργασία πραγματοποιείται χάρη στην ηλιακή ενέργεια, χωρίς τη χρήση μπαταριών ή πρόσθετων ηλεκτρονικών κυκλωμάτων. Αυτό καθιστά τη συγκεκριμένη τεχνολογία ιδανική για φορητές ή κινητές εφαρμογές, καθώς και για περιβάλλοντα όπου η εξοικονόμηση ενέργειας αποτελεί κρίσιμο παράγοντα. Οι πιθανές χρήσεις εκτείνονται από ιατρικές φορητές συσκευές μέχρι οχήματα αυτόνομης οδήγησης, συμβάλλοντας στην καλύτερη αναγνώριση σημάτων κυκλοφορίας, φωτεινών σηματοδοτών και πεζών, με ελάχιστο ενεργειακό κόστος.
Το μέλλον αυτής της τεχνολογίας φαίνεται πολλά υποσχόμενο και σε άλλους τομείς, όπως τα smartphones νέας γενιάς και τα συστήματα επαυξημένης ή εικονικής πραγματικότητας. Η δυνατότητα για αποδοτικότερη και πιο διαρκή επεξεργασία εικόνας μπορεί να ενισχύσει σημαντικά την απόδοσή τους. Όπως δήλωσε ο επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας, καθηγητής Takashi Ikuno, ο στόχος είναι η συμβολή στην ανάπτυξη μικρών, ακριβών και ενεργειακά οικονομικών τεχνολογιών οπτικής αναγνώρισης.
[via]
