Cientistas Projetam Dispositivo de Visão Artificial

Cientistas da Universidade Estadual da Geórgia desenvolveram com sucesso um tipo de dispositivo de visão artificial que pode levar ao desenvolvimento de um “olho elétrico”. O novo dispositivo incorpora uma arquitetura de empilhamento vertical inovadora que permite uma maior profundidade de reconhecimento de cores e escalabilidade em nível micro.

A nova pesquisa foi publicada na revista ACS Nano.

Câmeras Microscale Eventuais para Microbots

Sidong Lei é professor assistente de física e autor principal da pesquisa.

“Este trabalho é o primeiro passo em direção ao nosso destino final – desenvolver uma câmera microscale para microrobots”, disse Siding Lei. “Nós ilustramos o princípio fundamental e a viabilidade de construir este novo tipo de sensor de imagem com ênfase na miniaturização.”

O trabalho concluído pela equipe de Lei pode levar a um dispositivo de visão artificial biomimético que usa métodos sintéticos para imitar processos bioquímicos. Isso pode ser alcançado usando nanotecnologia.

“É bem conhecido que mais de 80 por cento das informações são capturadas pela visão em pesquisa, indústria, medicina e vida diária”, continua ele. “O objetivo final de nossa pesquisa é desenvolver uma câmera microscale para microrobots que possa entrar em espaços estreitos que são inacessíveis por meios atuais e abrir novos horizontes em diagnóstico médico, estudo ambiental, fabricação, arqueologia e muito mais.”

Olho Elétrico Biométrico

Este novo olho elétrico biométrico avança no reconhecimento de cores, que é a função de visão mais crítica. Isso é extremamente importante, considerando que sensores de cor convencionais geralmente ocupam uma grande quantidade de espaço físico e oferecem detecção de cores menos precisa.

Ningxin Li é um estudante de pós-graduação no Estúdio de Materiais Funcionais do Dr. Lei.

“A nova funcionalidade alcançada em nossa arquitetura de sensor de imagem depende do rápido progresso dos semicondutores de van der Waals nos últimos anos”, diz Li. “Em comparação com semicondutores convencionais, como o silício, podemos controlar com precisão a estrutura de banda, espessura e outros parâmetros cruciais do material de van der Waals para detectar as cores vermelha, verde e azul.”

Os semicondutores de van der Waals, que dependem de sensores de cor verticais, pertencem a uma nova classe de materiais nos quais camadas atômicas individuais são ligadas por forças de van der Waals fracas. Eles são cruciais para descobrir nova física e projetar dispositivos de próxima geração.

“A ultrafinura, estabilidade mecânica e química desses novos materiais semicondutores permitem que os empilhemos em ordens arbitrárias. Então, estamos introduzindo uma estratégia de integração tridimensional em contraste com o layout de microeletrônica planar atual. A maior densidade de integração é a principal razão pela qual nossa arquitetura de dispositivo pode acelerar a redução de escala de câmeras”, diz Li.

Tecnologia com Pedido de Patente

Essa nova tecnologia está com pedido de patente no Escritório de Transferência e Comercialização de Tecnologia (OTTC) da Geórgia State.

Cliff Michaels é o diretor do OTTC.

“À medida que a nanotecnologia avança e os dispositivos se tornam mais compactos, esses sensores de cor menores e mais sensíveis serão incrivelmente úteis”, disse Michaels.

De acordo com os pesquisadores, a nova descoberta pode ajudar a avançar dispositivos para pessoas com deficiência visual.

“Essa tecnologia é crucial para o desenvolvimento de olhos eletrônicos biomiméticos e outros dispositivos próteses neuromórficos”, diz Li. “A detecção de cores e reconhecimento de imagens de alta qualidade podem trazer novas possibilidades de percepção de itens coloridos para as pessoas com deficiência visual no futuro.”

“Este é um grande passo à frente, mas ainda estamos enfrentando desafios científicos e técnicos à frente, por exemplo, integração em escala de wafer. Sensores de imagem comerciais podem integrar milhões de pixels para entregar imagens de alta definição, mas isso ainda não foi implementado em nosso protótipo”, continua ele. “A integração de dispositivos semicondutores de van der Waals em larga escala é atualmente um desafio crítico a ser superado pela sociedade de pesquisa como um todo. Juntamente com nossos colaboradores em todo o país, é onde nossa equipe está dedicando esforços.”