Teadlased kavandavad kunstliku nägemisseadme

Georgia osariigi ülikooli teadlased on edukalt välja töötanud teatud tüüpi kunstliku nägemisseadme, mis võib viia "elektrilise silma" väljatöötamiseni. Uus seade sisaldab uudset vertikaalset virnastamisarhitektuuri, mis võimaldab mikrotasandil suuremat värvituvastuse sügavust ja skaleeritavust. 

Uus uurimus avaldati ajakirjas ACS Nano.

Võimalikud mikroskaalakaamerad Microbotidele

Sidong Lei on füüsika dotsent ja uurimistöö juhtiv autor. 

"See töö on esimene samm meie lõppsihtkoha suunas - mikrorobotite jaoks mikroskaala kaamera väljatöötamiseks," ütles Siding Lei. "Me illustreerime selle uut tüüpi pildianduri konstrueerimise aluspõhimõtet ja teostatavust, rõhuasetusega miniaturiseerimisel." 

Lei meeskonna tehtud töö võib viia biomimeetilise kunstliku nägemisseadmeni, mis kasutab biokeemiliste protsesside jäljendamiseks sünteetilisi meetodeid. Seda saab saavutada nanotehnoloogia abil.

"On hästi teada, et rohkem kui 80 protsenti teabest kogub nägemus teadusuuringutes, tööstuses, ravimites ja meie igapäevaelus," jätkab ta. "Meie uurimistöö lõppeesmärk on välja töötada mikromõõtmeline kaamera mikrorobotite jaoks, mis võivad siseneda kitsastesse ruumidesse, mis on praeguste vahenditega immateriaalsed, ja avada uusi horisonte meditsiinilises diagnoosimises, keskkonnauuringutes, tootmises, arheoloogias ja mujal." 

Biomeetriline "elektriline silm"

See uus biomeetriline "elektriline silm" edendab värvituvastust, mis on kõige olulisem nägemisfunktsioon. See on äärmiselt oluline, arvestades, et tavapärased värviandurid võtavad tavaliselt palju füüsilist ruumi, pakkudes samal ajal vähem täpset värvituvastust.

Ningxin Li on doktor Lei funktsionaalsete materjalide stuudio magistrant. 

"Meie pildianduri arhitektuuris saavutatud uus funktsionaalsus sõltub kõik van der Waalsi pooljuhtide kiirest arengust viimastel aastatel, " ütleb Li. "Võrreldes tavaliste pooljuhtidega, nagu räni, saame täpselt juhtida van der Waalsi materjali riba struktuuri, paksust ja muid olulisi parameetreid, et tajuda punast, rohelist ja sinist värvi." 

Van der Waalsi pooljuhid, mis põhinevad vertikaalsetel värvianduritel, kuuluvad uude materjalide klassi, milles üksikud aatomikihid on seotud nõrkade van der Waalsi jõududega. Need on üliolulised uue füüsika avastamisel ja järgmise põlvkonna seadmete kujundamisel.

"Nende uute pooljuhtmaterjalide üliõhuke, mehaaniline ja keemiline stabiilsus võimaldab meil neid suvalises järjekorras virnastada. Niisiis, me tutvustame tegelikult kolmemõõtmelist integratsioonistrateegiat erinevalt praegusest tasapinnalisest mikroelektroonika paigutusest. Suurem integratsioonitihedus on peamine põhjus, miks meie seadme arhitektuur võib kiirendada kaamerate vähendamist, ”ütleb Li. 

Patent ootel tehnoloogia

Selle uue tehnoloogia patent on ootel Georgia osariigi Tehnoloogiasiirde ja -kaubanduse büroos (OTTC). 

Cliff Michaels on OTTC direktor.

"Nanotehnoloogia arenedes ja seadmete kompaktsemaks muutudes on need väiksemad ja väga tundlikud värviandurid uskumatult kasulikud," ütles Michaels. 

Teadlaste sõnul võib uus avastus aidata täiustada nägemispuudega inimestele mõeldud seadmeid. 

"See tehnoloogia on ülioluline biomimeetiliste elektrooniliste silmade ja ka teiste neuromorfsete proteeside väljatöötamisel," ütleb Li. "Kvaliteetne värvituvastus ja pildituvastusfunktsioon võivad tulevikus tuua vaegnägijatele uusi võimalusi värviliste esemete tajumiseks." 

„See on suur samm edasi, kuid meid ootavad ees veel teaduslikud ja tehnilised väljakutsed, näiteks vahvlitasandi integratsioon. Kaubanduslikud pildiandurid võivad kõrglahutusega kujutiste edastamiseks integreerida miljoneid piksleid, kuid seda pole meie prototüübis veel rakendatud,“ jätkab ta. „See laiaulatuslik van der Waalsi pooljuhtseadmete integreerimine on praegu kriitiline väljakutse, mis tuleb ületada kogu teadusühiskonnal. Koos meie üleriigiliste koostööpartneritega pühendab meie meeskond oma jõupingutused.