Araştırmacılar İnsan Gözünü Taklit Eden Optik Sensör Geliştirdi

Oregon State Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, yapay zeka ile insanların taklit edilme potansiyelini yeni bir optik sensör ile gösterdiler. Bu optik sensör, insan gözünün görsel alanında değişiklikleri algılama yeteneğini taklit etmekte daha iyidir.

Bu gelişme, görüntü tanıma, robotik ve yapay zeka gibi alanlar için büyük etkileri vardır.

Araştırma, OSU Mühendislik Fakültesi araştırmacısı John Labram ve lisansüstü öğrencisi Cinthya Trujillo Herrera tarafından yürütüldü ve bu ayın başlarında Applied Physics Letters dergisinde yayımlandı.

Önceki İnsan Gözü Cihazları 

Araştırmacılar daha önce insan gözü cihazları geliştirmeye çalıştılar, bu cihazlar genellikle retinomorfik sensörler olarak adlandırılır ve genellikle yazılım veya karmaşık donanım kullanırlardı. Ancak bu yeni cihaz, güneş enerjisi kullanım potansiyelleri nedeniyle dikkat çekmiş olan perovskit yarı iletkenlerin ultraince katmanlarını kullanıyor. Bu ultraince katmanlar, ışığa maruz kaldıklarında güçlü elektriksel yalıtkanlardan güçlü iletkenlere dönüşüyorlar.

Labram, elektrik mühendisliği ve bilgisayar bilimi yardımcı doçenti ve Ulusal Bilim Vakfı’nın desteğiyle araştırmayı yürütüyor.

“Tek bir pikselin, şu anda bir mikroişlemcinin yapabileceği bir şeyi yaptığını düşünebilirsiniz” dedi Labram.

Yapay zekanın bir sonraki nesli, özellikle otonom araçlar, robotik ve gelişmiş görüntü tanıma gibi uygulamalarda, nöromorfik bilgisayarlar tarafından güçlendirilecek. Nöromorfik bilgisayarlar, insan beynindeki paralel ağları taklit ederken, geleneksel bilgisayarlar bilgiyi sıralı olarak işler.

“İnsanlar bunu donanım ve yazılım olarak taklit etmeye çalıştılar ve makul ölçüde başarılı oldular” dedi Labram. “Ancak, bilgiyi işleyen algoritmalar ve mimari, insan beynine benzer hale gelmeye devam ettikçe, bu sistemlerin aldığı bilgiler hala geleneksel bilgisayarlar için tasarlandı.”

Bunun anlamı, bir bilgisayarın insan gözü gibi davranabilmesi için yaklaşık 100 milyon fotoalıcı içeren bir görüntü sensörüne ihtiyacı vardır. Buna rağmen, optik sinir, beyne yalnızca 1 milyon bağlantı içerir, bu da retinanın bir görüntü iletilmeden önce çok fazla ön işleme ve dinamik sıkıştırma yaptığını gösterir.

Retinomorfik Sensör

Araştırmacılar tarafından geliştirilen retinomorfik sensör, statik koşullar altında güçlü bir şekilde tepki vermez, ancak aydınlatmada bir değişiklik olduğunda kısa ve keskin sinyaller kaydeder. Ardından hızla bazline döner, bu da perovskitlerin bir özelliğidir.

“onu test etme şeklimiz, temelde, onu bir saniye karanlıkta bırakmak, ardından ışıkları açmak ve sadece açık bırakmaktır” dedi Labram. “Işık açıldığında, büyük bir voltaj sıçraması alırsınız, ardından voltaj hızla azalır,尽管 ışığın şiddeti sabittir. Ve bu, istediğimiz şeydir.”

Ekibin çeşitli retinomorfik sensörleri simüle etmesi, bir retinomorfik video kameranın girdi uyarısına nasıl tepki vereceğini öngörmelerine olanak tanıdı.

“Videoyu bir dizi ışık yoğunluğuna dönüştürebilir ve bunu simülasyonumuza koyabiliriz” dedi Labram. “Sensörün yüksek voltajlı çıkışının预测 edildiği bölgeler aydınlatılır, düşük voltajlı bölgeler ise karanlık kalır. Kamera göreceli olarak durağan ise, hareket eden her şeyi güçlü bir şekilde görebilirsiniz. Bu, memelilerdeki optik algılama paradigmasına makul bir şekilde uyuyor.”

“İyi olan şey, bu simülasyon ile, herhangi bir videoyu bu dizilere girebiliyoruz ve bilgileri esasen insan gözü gibi işleyebiliyoruz” diye devam etti Labram. “Örneğin, bu sensörlerin bir robota nesnelerin hareketini izlemek için kullanılabileceğini hayal edebilirsiniz. Görüntü alanındaki herhangi bir durağan şey bir tepki uyandırmaz, ancak hareket eden bir nesne yüksek bir voltaj kaydeder. Bu, robota, herhangi bir karmaşık görüntü işleme olmadan, nesnenin nerede olduğunu hemen söyler.”