Исследователи из Мельбурнского королевского технологического университета создали миниатюрное устройство, которое имитирует работу человеческого мозга при обработке визуальной информации. Технология совершит переворот в области автономных систем, робототехники и искусственного интеллекта, считают авторы разработки.
Исследователи объединили нейроморфные материалы с передовой обработкой сигналов, чтобы создать устройство, способное захватывать и обрабатывать визуальную информацию в реальном времени. В основе технологии лежит дисульфид молибдена (MoS₂), металлическое соединение с дефектами атомного масштаба, которое можно использовать для обнаружения света и преобразования его в электрические сигналы, подобно нейронам в человеческом мозге.
В отличие от цифровых систем, требующих значительных энергозатрат, нейроморфное устройство работает по аналоговому принципу: это позволяет мгновенно обрабатывать визуальную информацию при минимальном энергопотреблении.
Экспериментальное устройство имитирует способность человеческого глаза улавливать свет и способность мозга обрабатывать визуальную информацию, что позволяет ему мгновенно ощущать изменения в окружающей среде и создавать воспоминания без необходимости использования огромных объемов данных и энергии.
умит Валиа, руководитель исследовательской группы и директор Центра оптоэлектронных материалов и датчиков RMIT.
Сверхтонкие слои MoS₂ изготовили с использованием химического осаждения из паровой фазы. Эти слои реагируют на свет таким образом, что это позволяет им копировать электрическое поведение настоящих нейронов. Регулировка напряжения затвора позволяет системе быстро перезагружаться, помогая реагировать быстро, как настоящий мозг.
Исследователи построили импульсную нейронную сеть, используя ключевые особенности реакции на свет MoS₂. Модель достигла 75-процентной точности в задачах со статическими изображениями после 15 циклов обучения и 80-процентной точности в динамических задачах после 60 циклов, что демонстрирует большой потенциал для обработки зрения в реальном времени.
В экспериментах устройство обнаруживало движения рук с помощью обнаружения краев, избегая покадровой съемки и сокращая потребление данных и энергии. Затем оно сохраняло эти изменения в виде «воспоминаний», имитируя работу мозга. Технология и эксперименты описаны в статье в журнале Advanced Materials Technologies.
Потенциально технология может значительно улучшить время реагирования автономных транспортных средств на визуальную информацию, что критически важно в опасных и непредсказуемых условиях. В робототехнике технология улучшит взаимодействие между роботами и людьми за счет быстрого распознавания и реагирования на человеческое поведение.
Читать далее:
Свет не то, чем его считали: открытие этой частицы может изменить физику
Стартап запускает производство древесины, которая прочнее стали
Физики исполнили мечту алхимиков: свинец в коллайдере превратили в золото
На обложке: designed by Freepik, лицензия