علماء يابانيون يطورون مشبكًا بصريًا يحاكي الرؤية البشرية لأنظمة الآلات المتقدمة

ابتكر فريق باحثين من جامعة طوكيو للعلوم مشبكًا بصريًا قادرًا على التمييز بين الألوان بدقة تضاهي دقة العين البشرية، تصل إلى 10 نانومتر. من المتوقع أن يُحدث هذا الابتكار نقلة نوعية في أنظمة الرؤية الآلية منخفضة الطاقة في أجهزة مثل الهواتف الذكية والمركبات ذاتية القيادة والطائرات المسيرة. يُحاكي هذا الجهاز، الذي طُوّر بقيادة الدكتور تاكاشي إيكونو، وظائف العين البشرية والدماغ.

يعمل المشبك البصري على ضوء الشمس فقط، مما يُغني عن مصادر الطاقة الخارجية. ويُحاكي المشبك البيولوجي في معالجة المحفزات البصرية. وقد اختبره الفريق بدمجه في شبكة حاسوبية لتحديد حركات الإنسان بألوان الأحمر والأخضر والأزرق. ورغم استخدامه مشبكًا واحدًا فقط، فقد حقق دقة تمييز بلغت 82% عبر 18 مزيجًا من الألوان والحركات.

هذا الجهاز الجديد عبارة عن مشبك كهروضوئي ذاتي التغذية، مصمم لتقليل استهلاك الطاقة في أنظمة الرؤية بالذكاء الاصطناعي. يتميز بخليتين شمسيتين مُحسَّنتين بالصبغة (DSSCs)، تكتشفان ألوانًا ضوئية مختلفة وتُولِّدان إشارات كهربائية وفقًا لذلك. عند تعريضه لأطوال موجية محددة، يُنتج استجابة كهربائية ثنائية القطب: موجبة تحت الضوء الأزرق وسالبة تحت الضوء الأحمر.

تُحدث هذه التقنية ثورةً في مجال إجراء العمليات المنطقية والتعرف على الألوان بدقة عالية. وتُضاهي دقتها دقة العين البشرية عند 10 نانومتر. وقد نُشرت الدراسة المُفصّلة لهذه النتائج في مجلة "التقارير العلمية".

تُعدّ آثار هذه التقنية بالغة الأهمية لأنظمة الرؤية الآلية المُستخدمة في تطبيقات مُختلفة. فمن خلال تقليل استهلاك الطاقة مع الحفاظ على دقة عالية، يُمكن لهذا الابتكار أن يُعزز كفاءة أجهزة مثل الهواتف الذكية والطائرات المُسيّرة. تعتمد الأنظمة التقليدية على مُستشعرات مُتعددة، إلا أن نهج المشبك الواحد هذا يُوفر حلاً أكثر انسيابية.

أثبت فريق الدكتور إيكونو أن دمج هذه التقنية في الأنظمة الحالية قد يؤدي إلى حلول أكثر استدامة وكفاءة لمهام التعرف البصري. يُبرز هذا التقدم إمكانية تطوير تقنيات تعتمد على الذكاء الاصطناعي.

يؤكد البحث على أهمية تطوير تقنيات موفرة للطاقة تُحاكي العمليات الطبيعية. ومع استمرار سعي الصناعات لإيجاد حلول مستدامة، تُتيح ابتكارات كهذه آفاقًا واعدة للاستكشافات المستقبلية.

With inputs from WAM