人工知能
研究者が人間の目に似た光学センサーを開発
オレゴン州立大学の研究者は、人工知能が人間を模倣する可能性を示す新しい光学センサーを開発しました。この光学センサーは、人間の目の視野の変化を認識する能力を模倣するのが上手です。
この開発は、画像認識、ロボティクス、AIなどの分野に大きな影響を与えるものです。
この研究は、OSU College of Engineeringの研究者John Labramと大学院生Cinthya Trujillo Herreraによって率いられ、先月にApplied Physics Lettersに掲載されました。
以前の人間の目デバイス
研究者は以前、人間の目デバイス、つまり網膜形センサーを開発しようとしましたが、ソフトウェアや複雑なハードウェアを使用していました。しかし、この新しいデバイスは、太陽エネルギー利用の潜在性で注目されているペロブスカイト半導体の超薄層を使用しています。光にさらされると、これらの超薄層は強い電気絶縁体から強い導体に変化します。
Labramは電気工学およびコンピューターサイエンスの助教授であり、国家科学財団の支援を受けて研究を主導しています。
「これを1つのピクセルが現在マイクロプロセッサで行っていることを行っているように考えることができます」とLabramは述べました。
次世代のAIは、自律車、ロボティクス、画像認識などのアプリケーションで、特にニューロモルフィック・コンピュータによって推進されることが予想されています。ニューロモルフィック・コンピュータは、人間の脳の並列ネットワークを模倣していますが、従来のコンピュータは情報を順序的に処理します。
「人々はこれをハードウェアで複製しようとしましたが、ある程度成功しています」とLabramは述べました。「しかし、情報を処理するためのアルゴリズムとアーキテクチャは人間の脳にどんどん似てきていますが、これらのシステムが受け取る情報はまだ伝統的なコンピューターのために設計されています。」
これはすべて、コンピュータが人間の目のように動作する画像センサーが必要であることを意味します。人間の目は約1億個の光受容器で構成されています。にもかかわらず、視神経には脳への約100万の接続しかないため、網膜では画像が送信される前に多くの前処理と動的圧縮が行われます。
網膜形センサー
研究者によって開発された網膜形センサーは、静的な条件下では強く反応しませんが、照明の変化があるときに短時間で鋭い信号を検出します。するとすぐに基準値に戻りますが、これはすべてペロブスカイトによるものです。
「私たちがテストする方法は、基本的に、1秒間暗くしておきます。次に、光を点けると、すぐに大きな電圧スパイクが発生し、電圧はすぐに減衰します。光の強度は一定ですが、それが私たちが求めているものです」とLabramは述べました。
チームはさまざまな網膜形センサーをシミュレートし、網膜形ビデオカメラが入力刺激に反応することを予測することができました。
「私たちはビデオを一連の光強度に変換し、それをシミュレーションに入力できます」とLabramは述べました。「予測されるセンサーの光出力が高い領域は輝き、低い領域は暗くなります。カメラが比較的静的な場合、動いているものは強く反応することが明らかです。これは哺乳類の光学センシングのパラダイムにかなり忠実です。」
「よいことは、このシミュレーションで、どのビデオでもこれらの配列に入力し、人間の目と同じ方法で情報を処理できることです」とLabramは続けました。「例えば、ロボットが物体の動きを追跡するためにこれらのセンサーを使用することができます。視野の中で静的なものは反応しませんが、動いている物体は高電圧を検出します。これにより、ロボットは複雑な画像処理なしにすぐに物体の位置を知ることができます。」
