Научниците дизајнираат уред за вештачка визија

Научниците од Државниот универзитет во Џорџија успешно развија тип на уред за вештачки вид кој може да доведе до развој на „електрично око“. Новиот уред вклучува нова архитектура на вертикално натрупување што овозможува поголема длабочина на препознавање на боите и приспособливост на микро-ниво. 

Новото истражување е објавено во списанието ACS Nano.

Евентуални микро-камери за микроботови

Сидонг Леи е доцент по физика и главен автор на истражувањето. 

„Оваа работа е првиот чекор кон нашата крајна дестинација - да развиеме камера во микроскоп за микророботи“, рече Сајдинг Леи. „Го илустрираме основниот принцип и изводливоста да се конструира овој нов тип на сензор за слика со акцент на минијатуризацијата“. 

Работата што ја заврши тимот на Леи може да доведе до биомиметички уред за вештачки вид кој користи синтетички методи за да ги имитира биохемиските процеси. Тоа би можело да го постигне со користење на нанотехнологијата.

„Добро е познато дека повеќе од 80 проценти од информациите се доловени со визија во истражувањето, индустријата, лековите и нашиот секојдневен живот“, продолжува тој. „Крајната цел на нашето истражување е да развиеме камера во микро-размер за микророботи кои можат да навлезат во тесни простори кои се нематеријални со сегашни средства и да отворат нови хоризонти во медицинската дијагноза, проучувањето на животната средина, производството, археологијата и многу повеќе. 

Биометриско „електрично око“

Ова ново биометриско „електрично око“ го унапредува препознавањето на боите, што е најкритичната функција на видот. Ова е исклучително важно со оглед на тоа како конвенционалните сензори за боја обично заземаат голема количина на физички простор додека нудат помалку прецизно откривање на бои.

Нингксин Ли е дипломиран студент во студиото за функционални материјали на д-р Леи. 

„Новата функционалност постигната во нашата архитектура на сензор за слика зависи од брзиот напредок на полупроводниците на Ван дер Валс во последните години“, вели Ли. „Во споредба со конвенционалните полупроводници, како што е силиконот, можеме прецизно да ја контролираме структурата на материјалот на ван дер Валс, дебелината и другите клучни параметри за да ги почувствуваме црвените, зелените и сините бои. 

Ван дер Валсовите полупроводници, кои се потпираат на вертикални сензори за боја, припаѓаат на нова класа на материјали во кои поединечните атомски слоеви се поврзани со слаби ван дер Валс сили. Тие се клучни за откривање нова физика и дизајнирање уреди од следната генерација.

„Ултра тенкоста, механичката и хемиската стабилност на овие нови полупроводнички материјали ни овозможуваат да ги редиме по произволен редослед. Значи, ние всушност воведуваме стратегија за тродимензионална интеграција за разлика од сегашниот распоред на рамна микро-електроника. Поголемата густина на интеграција е главната причина зошто нашата архитектура на уреди може да го забрза намалувањето на скалата на камерите“, вели Ли. 

Технологија во очекување на патент

Оваа нова технологија е во тек на патент кај Канцеларијата за трансфер на технологија и комерцијализација на државата Џорџија (OTTC). 

Клиф Мајклс е директор на OTTC.

„Како што напредува нанотехнологијата и уредите стануваат покомпактни, овие помали, високо чувствителни сензори за боја ќе бидат неверојатно корисни“, рече Мајклс. 

Според истражувачите, новото откритие може да помогне во унапредување на уредите за лицата со оштетен вид. 

„Оваа технологија е клучна за развојот на биомиметички електронски очи, како и други невроморфни протетски уреди“, вели Ли. „Висококвалитетното сензорирање на бои и функцијата за препознавање слика може да донесат нови можности за перцепција на шарени предмети за лицата со оштетен вид во иднина“. 

„Ова е голем чекор напред, но сè уште се соочуваме со научни и технички предизвици, на пример, интеграција во размери. Комерцијалните сензори за слика можат да интегрираат милиони пиксели за да испорачаат слики со висока дефиниција, но ова сè уште не е имплементирано во нашиот прототип“, продолжува тој. „Оваа голема интеграција на полупроводнички уреди на Ван дер Валс во моментов е критичен предизвик што треба да се надмине од целото истражувачко општество. Заедно со нашите национални соработници, тоа е местото каде што нашиот тим ги посветува нашите напори“.