Yenilikçi Biyolojik Esinlenen Sensör Hareketi Algılar ve Çeşitli Uygulamalar için Yolları Tahmin Eder

Aalto Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, tek bir video karesinde hareketli nesneleri algılayabilen ve hareketlerini doğru bir şekilde tahmin edebilen yenilikçi bir biyolojik esinlenen sensör geliştirdiler. Nature Communications makalesinde tanımlanan bu gelişmiş sensör, dinamik vizyon algılama, otomatik kontrol, endüstriyel süreç kontrolü, robot rehberliği ve otonom sürüş teknolojisi gibi alanlarda birçok potansiyel uygulamaya sahiptir.

Geleneksel hareket algılama sistemleri, kare kare analizler gerçekleştiren birçok bileşen ve karmaşık algoritmalar gerektirir, bu da verimsizlik ve yüksek enerji tüketimine neden olur. Bu sınırlamaları gidermek için Aalto Üniversitesi ekibi, insan vizyon sistemine baktı ve duyuları, hafızayı ve işleme işlemlerini tek bir cihazda birleştiren bir nöromorfik vizyon teknolojisi oluşturdu ve hareketi algılayabilen ve yolları tahmin edebilen bir sensör yarattı.

FotoMemristorler: Yeni Teknolojinin Temeli

Araştırmacıların teknolojisi, ışığa tepki olarak elektrik akımı üreten elektrikli cihazlar olan fotomemristor dizisi üzerine inşa edilmiştir. Fotomemristorler benzersiz bir özelliğe sahiptir: ışık kapatıldığında akım hemen durmaz, sondern dần dần azalır. Bu özellik, fotomemristorlerin recent ışık maruziyetini etkili bir şekilde “hatırlamasına” olanak tanır, bu da bu cihazlardan oluşan bir sensörün yalnızca anlık sahne bilgilerini değil, aynı zamanda önceki anların dinamik bir hafızasını da yakalamasına olanak tanır.

“Teknolojimizin benzersiz özelliği, bir dizi optik görüntüyü tek bir karede entegre edebilmesi” diyor Hongwei Tan, çalışmayı yöneten araştırma görevlisi. “Her görüntünün bilgileri, sonraki görüntülerde gizli bilgiler olarak gömülüdür. Diğer bir deyişle, bir videonun son karesi, tüm önceki karelerin bilgilerini de içerir. Bu, hareketi videonun yalnızca son karesini analiz ederek daha erken tespit etmemize olanak tanır. Sonuç, kompakt ve verimli bir algılama birimidir.”

Teknolojinin Yeteneklerini Gösterme

Teknolojinin yeteneklerini göstermek için araştırmacılar, bir kelimenin harflerini tek tek gösteren videolar kullandı. Her kelime “E” harfiyle bittiği halde, geleneksel vizyon sensörleri “E” harfinin “ELMA” veya “ÜZÜM” kelimelerinden sonra geldiğini belirleyemedi. Ancak fotomemristor dizisi, son karedeki gizli bilgileri kullanarak önceki harfleri çıkarabilir ve kelimeyi neredeyse %100 doğrulukla tahmin edebilirdi.

Bir başka deneyde, ekip, üç farklı hızda hareket eden bir simüle edilmiş kişiyi gösteren videoları sensöre gösterdi. Sistem, yalnızca bir kare analiz ederek hareketi tanıyabildi ve ayrıca sonraki kareleri doğru bir şekilde tahmin edebildi.

Otonom Araçlar ve Akıllı Ulaşım Sistemleri için Sonuçlar

Doğru hareket algılama ve yol tahmini, otonom sürüş teknolojisi ve akıllı ulaşım sistemleri için çok önemlidir. Otonom araçlar, diğer araçlar, bisikletler, yayalar ve diğer nesnelerin nasıl hareket edeceklerini doğru bir şekilde tahmin etmek için precisa tahminlere dayanır. Araştırmacılar, fotomemristor dizisine bir makine öğrenimi sistemi entegre ederek, tüm bilgilendirici bir kareyi işleyerek gelecekteki hareketi tahmin edebildiler.

“Hareket tanıma ve tahmin etme, kompakt sensör hafızası ve hesaplamasıyla yeni fırsatlar sunar” diyor Profesör Sebastiaan van Dijken. “Sistemimizdeki fotomemristorler kullanılarak elde edilen kare içi bilgiler, gereksiz veri akışlarını önler ve gerçek zamanlı enerji verimli karar almaya olanak tanır.”