Ilmuwan Merancang Perangkat Penglihatan Buatan

Ilmuwan di Georgia State University telah berhasil mengembangkan sejenis perangkat penglihatan buatan yang dapat mengarah pada pengembangan "mata listrik". Perangkat baru ini menggabungkan arsitektur susun vertikal baru yang memungkinkan pengenalan warna yang lebih mendalam dan skalabilitas pada tingkat mikro. 

Riset baru ini dipublikasikan di jurnal ACS Nano.

Kamera Microscale Akhirnya untuk Microbots

Sidong Lei adalah asisten profesor fisika dan penulis utama penelitian ini. 

“Pekerjaan ini adalah langkah pertama menuju tujuan akhir kami—untuk mengembangkan kamera skala mikro untuk robot mikro,” kata Siding Lei. “Kami mengilustrasikan prinsip dasar dan kelayakan untuk membuat jenis sensor gambar baru ini dengan penekanan pada miniaturisasi.” 

Pekerjaan yang diselesaikan oleh tim Lei dapat menghasilkan perangkat penglihatan buatan biomimetik yang menggunakan metode sintetik untuk meniru proses biokimia. Itu bisa mencapai ini dengan menggunakan nanoteknologi.

“Sudah diketahui umum bahwa lebih dari 80 persen informasi ditangkap oleh penglihatan dalam penelitian, industri, pengobatan, dan kehidupan kita sehari-hari,” lanjutnya. “Tujuan akhir dari penelitian kami adalah untuk mengembangkan kamera skala mikro untuk robot mikro yang dapat memasuki ruang sempit yang tidak dapat dijangkau dengan cara saat ini, dan membuka cakrawala baru dalam diagnosis medis, studi lingkungan, manufaktur, arkeologi, dan banyak lagi.” 

Biometrik "Mata Listrik"

“Mata elektrik” biometrik baru ini meningkatkan pengenalan warna, yang merupakan fungsi penglihatan paling kritis. Ini sangat penting mengingat bagaimana sensor warna konvensional biasanya memakan banyak ruang fisik sambil menawarkan deteksi warna yang kurang akurat.

Ningxin Li adalah mahasiswa pascasarjana di Studio Bahan Fungsional Dr. Lei. 

“Fungsi baru yang dicapai dalam arsitektur sensor gambar kami semuanya bergantung pada kemajuan pesat semikonduktor van der Waals selama beberapa tahun terakhir,” kata Li. “Dibandingkan dengan semikonduktor konvensional, seperti silikon, kami dapat dengan tepat mengontrol struktur pita bahan van der Waals, ketebalan, dan parameter penting lainnya untuk merasakan warna merah, hijau, dan biru.” 

Semikonduktor van der Waals, yang bergantung pada sensor warna vertikal, termasuk kelas material baru di mana masing-masing lapisan atom terikat oleh gaya van der Waals yang lemah. Mereka sangat penting untuk menemukan fisika baru dan merancang perangkat generasi berikutnya.

“Stabilitas ultra-tipis, mekanis, dan kimia dari bahan semikonduktor baru ini memungkinkan kami untuk menumpuknya dalam urutan yang sewenang-wenang. Jadi, kami sebenarnya memperkenalkan strategi integrasi tiga dimensi yang berbeda dengan tata letak mikro-elektronika planar saat ini. Kepadatan integrasi yang lebih tinggi adalah alasan utama mengapa arsitektur perangkat kami dapat mempercepat penurunan skala kamera,” kata Li. 

Teknologi Tertunda Paten

Teknologi baru ini sedang menunggu paten dengan Kantor Transfer & Komersialisasi Teknologi Negara Bagian Georgia (OTTC). 

Cliff Michaels adalah direktur OTTC.

“Seiring kemajuan nanoteknologi dan perangkat menjadi lebih ringkas, sensor warna yang lebih kecil dan sangat sensitif ini akan sangat berguna,” kata Michaels. 

Menurut para peneliti, penemuan baru ini dapat membantu memajukan perangkat untuk orang yang mengalami gangguan penglihatan. 

“Teknologi ini sangat penting untuk pengembangan mata elektronik biomimetik dan juga perangkat prostetik neuromorfik lainnya,” kata Li. “Fungsi penginderaan warna dan pengenalan gambar berkualitas tinggi dapat menghadirkan kemungkinan baru persepsi item berwarna-warni bagi penyandang tunanetra di masa mendatang.” 

“Ini adalah langkah maju yang bagus, tetapi kami masih menghadapi tantangan ilmiah dan teknis di depan, misalnya integrasi skala wafer. Sensor gambar komersial dapat mengintegrasikan jutaan piksel untuk menghasilkan gambar definisi tinggi, tetapi ini belum diterapkan dalam prototipe kami,” lanjutnya. “Integrasi perangkat semikonduktor van der Waals skala besar ini saat ini merupakan tantangan kritis yang harus diatasi oleh seluruh masyarakat riset. Bersama dengan kolaborator nasional kami, di situlah tim kami mencurahkan upaya kami.