Bilim İnsanları Yapay Görme Cihazı Tasarladı

Georgia State Üniversitesi’ndeki bilim insanları, bir “elektrik gözü” geliştirmeye yol açabilecek bir tür yapay görme cihazı geliştirdiler. Yeni cihaz, daha büyük renk tanıma derinliği ve mikro düzeyde ölçeklenebilirlik sağlayan yeni bir dikey yığma mimarisi içerir.

Yeni araştırma ACS Nano dergisinde yayımlandı.

Mikrobotlar için Gelecek Microscale Kameralar

Sidong Lei, fizik yardımcı profesörü ve araştırmanın baş yazarı.

“Bu çalışma, mikrorobotlar için bir microscale kamera geliştirmeye yönelik son varış noktamıza doğru ilk adımdır” dedi Lei. “Bu yeni tür görüntü sensörünün temel prensibini ve miniaturizasyona odaklanarak inşa edilebilirliğini gösteriyoruz.”

Lei’nin ekibinin tamamladığı çalışma, biyomimetik yapay görme cihazı geliştirmeye yol açabilir. Bu, nanoteknoloji kullanarak biyokimyasal süreçleri taklit ederek gerçekleştirilebilir.

“Araştırma, endüstri, tıp ve günlük hayatımızda %80’den fazla bilgi görsel olarak elde edildiği biliniyor” diye devam ediyor Lei. “Araştırmamızın nihai amacı, dar alanlara girebilen ve tıbbi teşhis, çevresel çalışma, üretim, arkeoloji ve daha fazlasında yeni ufuklar açabilen mikrorobotlar için bir microscale kamera geliştirmektir.”

Biometrik “Elektrik Gözü”

Bu yeni biyometrik “elektrik gözü”, renk tanıma yeteneğini geliştirir. Bu, geleneksel renk sensörlerinin genellikle büyük fiziksel alan kapladığı ve daha az doğru renk algılaması sağladığı düşünüldüğünde son derece önemlidir.

Ningxin Li, Dr. Lei’nin Fonksiyonel Malzemeler Stüdyosu’ndaki bir yüksek lisans öğrencisidir.

“Görüntü sensörü mimarimizde elde ettiğimiz yeni işlev, son yıllarda van der Waals yarı iletkenlerin hızlı ilerlemesine bağlı” diyor Li. “Geleneksel yarı iletkenlerle karşılaştırıldığında, van der Waals malzemesinin bant yapısını, kalınlığını ve diğer kritik parametreleri kırmızı, yeşil ve mavi renkleri algılamak için kesin olarak kontrol edebiliriz.”

Van der Waals yarı iletkenler, dikey renk sensörlerine dayanır ve zayıf van der Waals kuvvetleri ile bağlanan ayrı atomik katmanlardan oluşan yeni bir malzeme sınıfına aittir. Yeni fizik keşfetmek ve sonraki nesil cihazlar tasarlamak için çok önemlidir.

“Bu yeni yarı iletken malzemelerin ultra inceliği, mekanik ve kimyasal stabilitesi, onları keyfi sıralarda yığmamızı sağlar. Bu nedenle, mevcut planar micro-elektronik düzeninin aksine, üç boyutlu entegrasyon stratejisi sunuyoruz. Daha yüksek entegrasyon yoğunluğu, cihaz mimarimizin kameraların küçültülmesini hızlandırmasının ana nedenidir” diyor Li.

Patent Bekleyen Teknoloji

Bu yeni teknoloji, Georgia State’in Teknoloji Transferi ve Ticelleştirme Ofisi (OTTC) ile patent bekliyor.

Cliff Michaels, OTTC direktörüdür.

“Nanoteknoloji ilerledikçe ve cihazlar daha kompakt hale geldikçe, bu daha küçük, yüksek duyarlılıkta renk sensörleri inanılmaz derecede faydalı olacaktır” dedi Michaels.

Araştırmacılara göre, yeni keşif, görme engelliler için cihazların geliştirilmesine yardımcı olabilir.

“Bu teknoloji, biyomimetik elektronik gözler ve diğer nöromorfik protez cihazlar için çok önemlidir” diyor Li. “Yüksek kaliteli renk algılama ve görüntü tanıma fonksiyonu, gelecekte görme engelliler için renkli öğelerin algılanması için yeni olanaklar getirebilir.”

“Bu, büyük bir ilerleme, ancak hala bilimsel ve teknik zorluklarla karşı karşıyayız, örneğin, wafer-ölçekli entegrasyon” diye devam ediyor Li. “Ticari görüntü sensörleri milyonlarca pikseli entegre ederek yüksek çözünürlüklü görüntüler sunabilir, ancak bu henüz prototipimizde uygulanmadı. Bu büyük ölçekli van der Waals yarı iletken cihazı entegrasyonu, şu anda tüm araştırma topluluğunun aşması gereken kritik bir zorluktur. Ulusal işbirlikçilerimizle birlikte bu konuda çaba sarf ediyoruz.”