과학자들이 인공 시각 장치를 설계하다

조지아 주립 대학교의 과학자들은 인공 시각 장치를 개발하는데 성공했으며, 이것은 “전기 눈”을 개발하는 데 도움이 될 수 있다. 새로운 장치는 색상 인식의 더 큰 깊이와 미세 수준에서 확장성을 가능하게 하는 새로운 수직 적층 아키텍처를 통합한다.

새로운 연구는 ACS Nano에 발표되었다.

미로봇을 위한 미세 스케일 카메라

시동 레이(Sidong Lei)는 물리학 조교수이자 연구의 주도자이다.

“이 연구는 우리의 최종 목표인 미로봇을 위한 미세 스케일 카메라를 개발하는 첫 번째 단계이다.” 시동 레이 कहत한다. “우리는 새로운 유형의 이미지 센서를 구성하는 기본 원리와 미니어처화를 강조하여 이를 구축하는 것이 가능하다는 것을 보여준다.”

레이 팀의 연구는 생체 모방 인공 시각 장치를 개발하는 데 도움이 될 수 있으며, 이는 나노 기술을 사용하여 생화학적 공정을 모방하는 합성 방법을 사용할 수 있다.

“연구, 산업, 의료, 일상 생활에서 정보의 80% 이상이 시각을 통해 획득된다”고 그는 계속한다. “우리의 연구의 궁극적인 목표는 현재의 수단으로 접근할 수 없는狭い 공간에 들어갈 수 있는 미로봇을 위한 미세 스케일 카메라를 개발하는 것이다. 이는 의료 진단, 환경 연구, 제조, 고고학 등 새로운 지평을 열어줄 수 있다.”

생체 모방 “전기 눈”

이 새로운 생체 모방 “전기 눈”은 색상 인식을 개선하며, 이는 가장 중요한 시각 기능이다. 이는 일반적인 색상 센서가 물리적으로 많은 공간을 차지하면서도 정확한 색상 감지를 제공하지 못하는 것과는 대조적이다.

닝신 리(Ningxin Li)는 레이 박사의 기능 재료 연구소의 대학원생이다.

“우리의 이미지 센서 아키텍처에서 달성한 새로운 기능은 최근 몇 년 동안 반 더 발스 반도체의 급격한 발전에 의존한다”고 리 कहत한다. “일반적인 반도체와 비교할 때, 우리는 빨간색, 녹색, 파란색을 감지하기 위해 반 더 발스 물질의 밴드 구조, 두께 및 기타 중요한 매개변수를 정확하게 제어할 수 있다.”

반 더 발스 반도체는 수직 색상 센서를 사용하며, 이는 새로운 물질의 클래스로, 개별 원자 層이 약한 반 더 발스 힘으로 결합된다. 이는 새로운 물리학을 발견하고 차세대 장치를 설계하는 데 중요하다.

“이 새로운 반도체 물질의 초박함, 기계적 및 화학적 안정성으로 인해 chúng을 임의의 순서로 쌓을 수 있다. 따라서 우리는 현재의 평면 마이크로 전자 공학 레이아웃과는 대조적으로 3차원 통합 전략을 도입하고 있다. 더 높은 통합 밀도는 우리의 장치 아키텍처가 카메라의 다운스케일링을 가속화하는 이유이다”고 리 कहत한다.

특허 출원 기술

이 새로운 기술은 조지아 주립 대학교의 기술 이전 및 상업화 사무소(OTTC)에 특허 출원 중이다.

클리프 마이클스(Cliff Michaels)는 OTTC의 책임자이다.

“나노 기술이 발전하고 장치가 더 컴팩트해지면, 이러한 작은、高감도 색상 센서는 매우 유용할 것이다”고 마이클스 कहत한다.

연구자에 따르면, 새로운 발견은 시각 장애인들을 위한 장치를 발전시키는 데 도움이 될 수 있다.

“이 기술은 생체 모방 전자 눈과 다른 신경 모방 프로스 테틱 장치를 개발하는 데 중요하다”고 리 कहत한다. “고품질의 색상 감지 및 이미지 인식 기능은 미래에 시각 장애인에게 색상 항목의 인식을 새로운 가능성으로 가져올 수 있다.”

“이것은 큰 발전이다. 그러나 우리는 여전히 과학적 및 기술적인 도전을 맞이하고 있다. 예를 들어, 웨이퍼 규모의 통합이다. 상업용 이미지 센서는 수백만 개의 픽셀을 통합하여 고해상도 이미지를 제공할 수 있지만, 이것은 아직 우리의 프로토 타입에 구현되지 않았다”고 그는 계속한다. “이 대규모 반 더 발스 반도체 장치 통합은 현재 연구 사회가 극복해야 할 중요한 도전이다.全国의 협력자와 함께 우리 팀은 그곳에 노력을 기울이고 있다.”