::: [email protected]
::: [email protected]
::: [email protected]
Разработан новый тип фотомемристоров
Исследователи из Университета штата Пенсильвания создали устройство, имитирующее человеческий глаз, чтобы беспилотные автомобили не теряли ориентацию в условиях меняющегося освещения.
Автономные транспортные средства остаются удивительно при работе в условиях высокой контрастности освещения, несмотря на наличие современных камер и мощного искусственного интеллекта.
Машинное зрение хорошо справляется со своими задачами в стабильных погодных условиях, но не приспособлено к внезапным вспышкам света, например к встречным фарам, пронзающим темное ночное небо. Это может привести к катастрофическим сбоям в работе системы транспортного средства.
Исследователи представили крошечный аппаратный компонент, который может за считаные секунды адаптироваться к смене ослепительной яркости на глубокую тень. В то время как нашим глазам требуется от 20 до 30 минут, чтобы полностью адаптироваться к резким перепадам освещения, эта искусственная система справляется с переходом практически мгновенно.
Чтобы создать его, ученым пришлось переосмыслить принцип обработки света компьютерами. Стандартные камеры делают снимок и отправляют его в отдельный компьютерный «мозг» для анализа. Это требует времени и огромных вычислительных мощностей. Команда использовала фотопамять. Это микроскопические электрические компоненты, которые могут одновременно воспринимать свет и сохранять его в виде данных, имитируя работу нейронов.
Но главное достижение заключается в том, как устройства регулируют чувствительность. Человеческий глаз использует палочки для восприятия слабого света, а колбочки — для восприятия яркого света. Когда на глаза попадает яркий свет, пигменты в палочках временно «выцветают», и их функцию берут на себя колбочки. Чтобы имитировать этот процесс, исследователи соединили порошкообразный белый оксид титана с эластичным гелеобразным пластиком PEDOT:PSS. Оксид титана улавливает окружающий свет и преобразует его в электрический ток. Этот ток заставляет пластиковый слой вступать в реакцию с окружающим воздухом. В темноте пластик быстро впитывает водяной пар и набухает. На ярком свету он быстро высыхает. Это автоматическое потоотделение и набухание действуют как физический регулятор громкости света. Они саморегулируются.
Чтобы протестировать технологию, исследователи создали миниатюрную сетку 4×4 и соединили ее с нейронной сетью искусственного интеллекта. Они поставили перед ней классическую задачу для офтальмологов: найти слабо освещенную букву «F» на очень ярком фоне. Система не дрогнула. Устройству потребовалось всего семь циклов обучения, чтобы достичь впечатляющей 95%-й точности в распознавании образов. Это открытие имеет далеко идущие последствия, выходящие за рамки предотвращения дорожно-транспортных происшествий. Команда уже подала заявку на предварительный патент, чтобы расширить возможности применения технологии.
В будущем роботы на производстве смогут безупречно работать в нестабильных, нестабильно освещенных промышленных условиях. Что еще важнее, по мнению исследователей, эта технология в конечном итоге может привести к созданию сложной искусственной оптики, которая вернет слабовидящим людям способность видеть.