Studiuesit zhvillojnë sensorin optik për të imituar syrin e njeriut

Studiuesit në Universitetin Shtetëror të Oregonit kanë demonstruar potencialin e inteligjencës artificiale për të imituar njerëzit me një sensor të ri optik. Ky sensor optik është më i mirë në imitimin e aftësisë së syrit të njeriut për të perceptuar ndryshimet në fushën e tij vizuale.

Zhvillimi ka implikime të mëdha për fusha si njohja e imazheve, robotika dhe AI.

Hulumtimi, i cili u drejtua nga studiuesi i Kolegjit të Inxhinierisë OSU, John Labram dhe studenti i diplomuar Cinthya Trujillo Herrera, u botua në fillim të këtij muaji në Letra të Fizikës së Zbatuar. 

Pajisjet e mëparshme për sytë e njeriut 

Studiuesit janë përpjekur më parë të zhvillojnë lloje të pajisjeve të syrit të njeriut, të quajtura gjithashtu sensorë retinomorfikë, dhe ata shpesh përdornin softuer ose pajisje komplekse. Megjithatë, kjo pajisje e re përdor shtresa ultra të holla të gjysmëpërçuesve perovskite, të cilët kanë tërhequr vëmendjen në të kaluarën për shkak të potencialit të tyre për përdorimin e energjisë diellore. Kur ekspozohen ndaj dritës, këto shtresa ultra të holla ndryshojnë nga izolues elektrikë të fortë në përçues të fortë.

Labram është një asistent profesor i inxhinierisë elektrike dhe shkencave kompjuterike, dhe ai drejton kërkimin me mbështetjen e Fondacionit Kombëtar të Shkencës.

"Ju mund ta mendoni atë si një piksel i vetëm që bën diçka që aktualisht do të kërkonte një mikroprocesor," tha Labram.

Gjenerata e ardhshme e AI pritet të mundësohet nga kompjuterë neuromorfikë, veçanërisht në aplikacione si automjetet autonome, robotika dhe njohja e avancuar e imazhit. Kompjuterët neuromorfikë imitojnë rrjetet paralele në trurin e njeriut, ndërsa kompjuterët tradicionalë përpunojnë informacionin në mënyrë sekuenciale.

"Njerëzit janë përpjekur ta përsërisin këtë në harduer dhe kanë qenë mjaft të suksesshëm," tha Labram. “Megjithatë, edhe pse algoritmet dhe arkitektura e krijuar për të përpunuar informacionin po bëhen gjithnjë e më shumë si truri i njeriut, informacioni që marrin këto sisteme është ende i dizajnuar për kompjuterët tradicionalë.”

E gjithë kjo do të thotë se një kompjuteri ka nevojë për një sensor imazhi për të vepruar si syri i njeriut, i cili përbëhet nga rreth 100 milionë fotoceptorë. Pavarësisht nga ky numër masiv, nervi optik përmban vetëm 1 milion lidhje me trurin, që do të thotë se retina dëshmon shumë parapërpunime dhe ngjeshje dinamike përpara se një imazh të transmetohet ndonjëherë.

Sensori retinomorfik

Sensori retinomorfik i zhvilluar nga studiuesit nuk reagon fuqishëm në kushte statike, por regjistron sinjale të shkurtra dhe të mprehta kur ka një ndryshim në ndriçim. Më pas kthehet shpejt në bazë, e cila është e gjitha për shkak të perovskiteve.

"Mënyra se si e testojmë është, në thelb, ne e lëmë atë në errësirë ​​për një sekondë, pastaj i ndezim dritat dhe thjesht i lëmë të ndezura," tha Labram. “Sapo ndizet drita, ju merrni këtë rritje të madhe të tensionit, atëherë tensioni shpejt zbehet, edhe pse intensiteti i dritës është konstant. Dhe kjo është ajo që ne duam.”

Ekipi simuloi sensorë të ndryshëm retinomorfikë, të cilët i lejuan ata të parashikonin sesi një videokamerë retinomorfike do të reagonte ndaj stimulit të hyrjes.

"Ne mund ta konvertojmë videon në një grup intensiteti drite dhe më pas ta vendosim atë në simulimin tonë," tha Labram. “Rajonet ku parashikohet një dalje e tensionit më të lartë nga sensori që ndizet, ndërsa rajonet me tension më të ulët mbeten të errëta. Nëse kamera është relativisht statike, mund të shihni qartë të gjitha gjërat që lëvizin reagojnë fuqishëm. Kjo qëndron mjaft e vërtetë me paradigmën e ndjeshmërisë optike te gjitarët.

"Gjëja e mirë është se, me këtë simulim, ne mund të fusim çdo video në një nga këto grupe dhe ta përpunojmë atë informacion në thelb në të njëjtën mënyrë si syri i njeriut," vazhdoi Labram. “Për shembull, ju mund të imagjinoni këta sensorë duke u përdorur nga një robot që gjurmon lëvizjen e objekteve. Çdo gjë statike në fushën e saj të shikimit nuk do të shkaktonte një përgjigje, megjithatë një objekt në lëvizje do të regjistronte një tension të lartë. Kjo do t'i tregonte robotit menjëherë se ku ishte objekti, pa ndonjë përpunim kompleks imazhi."