Учени разработват система за изкуствено зрение, функционираща подобно на синапсите в мозъка

01.04.2025   |   Начало»Технологии

Редактор
Мира Станкова

Редактор
Мира Станкова

Инженери от Университета в Глазгоу съобщиха, че са създали нова форма на енергийноефективна система за изкуствено машинно зрение, вдъхновена от човешкия мозък и произведена отчасти с помощта на пчелен мед, която може да помогне за намаляване на въздействието на електронните отпадъци. В партньорство с учени от Държавния университет в Сао Пауло (UNESP) и Градския университет в Хонконг (HKMU) те са разработват система, която използва органични, биоразградими и рециклируеми елементи, за да "вижда" и "запомня" цветовете, като консумира малко количество енергия.

Системата представлява органичен полеви транзистор с електролитно покритие (EGOFET) и съчетава три важни функции: засичане на светлината, обработка на информацията и съхраняването ѝ в паметта – всичко това в едно устройство, способно да имитира човешкото зрение. Дори когато е изключено, то може да запази съхранената информация – свойство, познато като непроменливост/неволатилност.

В бъдеще системата може да е особено ефективна за реални приложения, при които се изисква бърза обработка на визуална информация, като например автономни летателни апарати или интелигентни системи за сигурност, посочват изобретателите.

Енергийна ефективност

EGOFET подобрява някои аспекти на ефективността в сравнение с предишни разработки на системи за изкуствено зрение, използващи CMOS сензори, които изискват значителни изчислителни и енергийни ресурси.

"При конвенционалните компютърни изчисления има присъщо закъснение при извличането и прехвърлянето на данни в CMOS системите, поради физическото разделение между процесорите и паметта. Нашето ново устройство с интегрирана памет обаче изпълнява тези функции едновременно в паметта, подобно на начина, по който работят синапсите в човешкия мозък", обясни Теодорос Сергиу от Университета в Глазгоу, ръководител на проекта за EGOFET.

Свръхниското енергопотребление и устойчивите материали могат да проправят пътя за екологични, мащабируеми системи за изкуствено зрение през следващите години.

Прототипът

Прототипът на EGOFET е изграден върху стъклена подложка чрез използване на златни електроди, слой от органичен, фоточувствителен перилѐн и слой пчелен мед, който действа като електролит. Системата работи като фотоприемник, произвеждайки "скокове" на тока, които се променят в отговор на различни дължини на вълната и интензитети на светлината. Това позволява програмирането на паметта за различни състояния, които могат да бъдат запомнени от системата, дори когато е изключена.

EGOFET демонстрира едни от най-високите показатели, измерени до момента, като изисква само 2,4 пикоджаула енергия за един токов скок. Конвенционалните CMOS системи за машинно зрение често изискват милиони пъти повече енергия поради своята тактова реакция.

"Последствията от това изследване, което обединява експерти от цял свят, се простират отвъд изкуственото зрение до по-широки приложения в устойчивите невроморфни компютри, обработката на изображения и енергийноефективната биоинспирирана електроника", коментира проф. Джеф Кетъл, съавтор на разработката.

Екипът очаква, че след изтичане на полезния живот на устройството стъклените и златните елементи могат да бъдат рециклирани и използвани повторно, докато органичните елементи ще се разградят по естествен път.

Ключови думи: машинно зрение   транзистор   EGOFET  

Област: Електроника