人工視覚デバイスを設計した科学者

ジョージア州立大学の科学者は、人工的な視覚デバイスの一種を開発し、「電気の目」というものを作ることができました。この新しいデバイスは、垂直に積み重ねられたアーキテクチャを採用しており、より深い色の認識とマイクロレベルの拡張性を実現しています。

この新しい研究は、ACS Nanoに掲載されました。

マイクロボット用の将来的なマイクロスケールカメラ

Sidong Leiは物理学の助教授であり、この研究の第一著者です。

「この研究は、私たちの最終的な目的であるマイクロボット用のマイクロスケールカメラを開発するための第一歩です。」とLeiさんは述べています。「私たちは、この新しいタイプの画像センサーの基本原理と、ミニチュア化に重点を置いて構築する可能性を示しています。」

Lei氏のチームが行った研究は、生体模倣型の人工視覚デバイスの開発につながる可能性があります。このデバイスは、ナノテクノロジーを使用して、生化学的プロセスを模倣することができます。

「研究、産業、医療、日常生活では、80％以上の情報が視覚によって捉えられていることが知られています。」とLei氏は続けています。「私たちの研究の最終的な目的は、狭い空間に入ることができない現在の手段で入ることができるマイクロボット用のマイクロスケールカメラを開発し、医療診断、環境研究、製造、考古学など、新しい分野を開拓することです。」

生体模倣型「電気の目」

この新しい生体模倣型「電気の目」は、色認識を向上させています。これは、従来の色センサーが大きな物理的な空間を占有し、色認識の精度が低いという問題に対処するものです。

Ningxin Liは、Lei博士のFunctional Materials Studioの大学院生です。

「私たちの画像センサーアーキテクチャーで実現した新しい機能は、最近のバンダーワールス半導体の急速な進歩に依存しています。」とLiさんは述べています。「従来の半導体、たとえばシリコンと比較して、バンダーワールス材料の帯構造、厚さ、他の重要なパラメータを制御して、赤、緑、青の色を感知することができます。」

バンダーワールス半導体は、個々の原子層が弱いバンダーワールス力によって結合された新しい材料クラスに属しています。これらは、新しい物理学の発見と次世代デバイスの設計に不可欠です。

「これらの新しい半導体材料の超薄さ、機械的および化学的安定性により、任意の順序で積み重ねることができます。したがって、現在の平面マイクロエレクトロニクスレイアウトとは対照的に、3次元統合戦略を導入しています。統合密度の向上が、私たちのデバイスアーキテクチャーがカメラのダウンサイジングを加速する主な理由です。」とLiさんは述べています。

特許出願中の技術

この新しい技術は、ジョージア州立大学の技術移転・商業化事務局（OTTC）で特許出願中です。

Cliff Michaelsは、OTTCのディレクターです。

「ナノテクノロジーが進歩し、デバイスがよりコンパクトになるにつれて、これらの小型で高感度の色センサーは非常に有用になるでしょう。」とMichaelsさんは述べています。

研究者によると、この新しい発見は、視覚障害者のためのデバイスの開発を促進する可能性があります。

「この技術は、生体模倣型電子眼やその他の神経形態学的プロセッサデバイスの開発に不可欠です。」とLiさんは述べています。「高品質の色認識と画像認識機能により、将来的には視覚障害者のためのカラフルなアイテムの認識が可能になるかもしれません。」

「これは大きな進歩ですが、まだ科学的および技術的な課題に直面しています。例えば、ウェハーレベルでの統合です。商用画像センサーは、数百万ピクセルを統合して高解像度の画像を提供することができますが、これはまだ私たちのプロトタイプでは実現されていません。」とLei氏は続けています。「この大規模なバンダーワールス半導体デバイスの統合は、現在、研究社会が克服しなければならない重要な課題です。私たちのチームは、全国的な協力者とともに、この課題に取り組んでいます。」