Araştırmacılar İnsan Gözünü Taklit Eden Optik Sensör Geliştirdiler

Oregon State Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, yapay zeka ile insanları taklit etme potansiyelini yeni bir optik sensör ile gösterdiler. Bu optik sensör, insan gözünün görsel alanındaki değişiklikleri algılama yeteneğini daha iyi taklit ediyor.

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

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, bunlar genellikle yazılım veya karmaşık donanım kullanırdı. Ancak bu yeni cihaz, güneş enerjisi kullanım potansiyeli 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 profesörü ve bu araştırmayı Ulusal Bilim Vakfı’nın desteğiyle yürütüyor.

“Bu, tek bir pikselin şu anda bir mikroişlemcinin yapabileceği bir şeyi yapabileceğini düşünebilirsiniz,” dedi Labram.

Yapay zeka’nın bir sonraki nesli, özellikle otonom araçlar, robotik ve gelişmiş görüntü tanıma gibi uygulamalarda, nöromorfik bilgisayarlar tarafından sağlanacak. Nöromorfik bilgisayarlar, insan beyninin paralel ağlarını taklit ederken, geleneksel bilgisayarlar bilgiyi sırayla işler.

“İnsanlar bunu donanımda taklit etmeye çalıştılar ve makul ölçüde başarılı oldular,” dedi Labram. “Ancak, bilgiyi işleyen algoritmalar ve mimari, insan beynine daha da benzer hale geldikçe, bu sistemlerin aldığı bilgi hala geleneksel bilgisayarlar için tasarlandı.”

Bunun anlamı, bir bilgisayarın insan gözü gibi davranan bir görüntü sensörüne ihtiyacı vardır, bu da yaklaşık 100 milyon fotoalıcı içerir. Buna rağmen, optik sinir sadece beyine 1 milyon bağlantı içerir, bu da retinanın bir görüntü iletilmeden önce çok fazla ön işleme ve dinamik sıkıştırma yaptığı anlamına gelir.

Retinomorfik Sensör

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

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

Ekibin various retinomorfik sensörleri simüle etmesi, bir retinomorfik video kameranın girdi uyarısına nasıl tepki vereceğini öngörmesini sağladı.

“Videoyu ışık yoğunlukları kümesine dönüştürebilir ve sonra bunu simülasyonumuza koyabiliriz,” dedi Labram. “Sensörün yüksek voltaj çıkışı öngörülen bölgeler aydınlatılır, daha düşük voltajlı bölgeler ise karanlık kalır. Kamera göreceli olarak durağan ise, hareket eden şeylerin güçlü bir şekilde tepki verdiğini açıkça görebilirsiniz. Bu, memelilerde optik algılama paradigmasına makul ölçüde uygundur.”

“İyi olan şey, bu simülasyon ile herhangi bir videoyu bu dizilerden birine girebiliyor ve bilgiyi temelde insan gözü gibi işleyebiliyoruz,” diye devam etti Labram. “Örneğin, bu sensörlerin bir robota nesnelerin hareketini takip etmesi için kullanılabileceğini düşünebilirsiniz. Görme alanındaki statik anything bir tepki uyandırmaz, ancak hareket eden bir nesne yüksek bir voltaj kaydeder. Bu, robota nesnenin nerede olduğunu, karmaşık görüntü işleme olmadan hemen söyler.”