Nöromorfik mühendislik ve fotoniklerin kesişim noktasında bir ilerlemede, araştırmacılar sadece ışığı tespit etmekle kalmayıp aynı zamanda sensör içi görüntü işlemeyi gerçekleştiren, renk görme eksiklikleri de dahil olmak üzere insan görme sınırlarını aşma potansiyeli sunan iyonik bir elektronik fotodetektör geliştirdiler.
“Sensör içi görüntü işleme ile görüş yardımı için iyonik-elektronik fotodetektör” başlıklı ve yayınlandı Doğa İletişimiHai Huang, Jianlu Wang ve Fudan Üniversitesi ve Çin Bilimler Akademisi Üniversitesi’nden meslektaşları tarafından yönetildi.
Bu inovasyonun merkezinde, hem iyonik hem de elektronik iletimi destekleyen bir van der Waals ferroelektrik malzeme olan bakır indiyum fosfor sülfür (CIPS) temelli katmanlı bir fotodetektör bulunur.
Mobil CU hareketinden yararlanarak+ İyonlar, cihaz doğrusal olmayan ve geçmişe bağlı fotogorasyonlar sergiler ve ışığa duyarlılığını dinamik olarak ayarlamasını sağlar. Bu yeniden yapılanabilirlik, cihazın zayıf sinyalleri seçici olarak geliştirmesine veya aşırı pozisyonlu bölgeleri bastırmasına izin verir – zayıf kontrast adaptasyonu veya renk ayrımcılığı gibi insan görüşündeki algısal boşlukları ele almaya yardımcı olabilecek fonksiyonellik.
Baş yazar Hai Huang, “Bu, sensör içi bilgi işlem için bir adım-hesaplamanın bir kısmının fiziksel olarak sensör içine gömüldüğü bir paradigma” diyor.
“Işığı sadece elektrik sinyallerine dönüştürmek yerine, cihazımız bilgiyi yakaladığı gibi işleyebilir. Bu sadece güç tüketimini azaltmakla kalmaz, aynı zamanda hızlı, uyarlanabilir görme yanıtlarını da sağlar.”
Bu teknoloji için özellikle umut verici bir gelecek, bireylere renk görme eksiklikleri (renk körlüğü) yardımcı olma potansiyelinde yatmaktadır. Cihazın spektral kontrastı yeniden ağırlığı ve gerçek zamanlı olarak duyarlılığı modüle etme yeteneği, uyarlanabilir görsel ön işlemeyi mümkün kılabilir-örneğin, kırmızı ve yeşil arasındaki renk kontrastını arttırmak.
Bu, karmaşık görsel sahnelerde renk ayrılabilirliğini ve nesne tanımayı artıran çip tabanlı görsel yardımların veya protez bileşenlerinin gelecekteki gelişimi olasılığını açar.
Fotodetektör ayrıca gürültü giderme, kontrast geliştirme ve görüntü inversiyon filtreleme gibi temel görüntü işlemlerini – tüm yerinde, cihaz yapısı içinde gerçekleştirebilir.
Bu işlevler harici devre olmadan gerçekleştirildiğinden, tasarım geleneksel görüntü sensörleri ve işlemcilerle ilişkili veri darboğazlarını ve enerji ek yüklerini önler, bu da düşük güçlü kenar AI uygulamaları için idealdir.
Ekip ayrıca, dedektörün, aydınlatma ortamına bağlı olarak pozitif ve negatif yanıt modları arasında geçiş gibi, ışık maruziyet geçmişine göre değişen programlanabilir fotor tepki davranışları sergilediğini gösterdi. Bu dinamikler biyolojik görsel adaptasyonu andırıyor, ancak yapay sistem üstün ayarlanabilirlik ve hız sunuyor.
Huang, “Yapay vizyonun geleceği sadece biyolojiyi kopyalamakla ilgili değil, bunun ötesine geçmekle ilgili” diyor. “İyonik-elektronik malzemelerle, zekayı malzeme seviyesine yerleştirebiliriz. Bu, görme bozukluğu olan insanlar için potansiyel faydalar da dahil olmak üzere gerçek zamanlı adaptasyon olasılıklarını açar.”
İleriye baktığımızda, araştırmacılar teknolojiyi iki boyutlu sensör dizilerine doğru ölçeklendirmeyi ve nöromorfik görüntüleme sistemlerine entegrasyonunu keşfetmeyi planlıyorlar.
Renk körlüğü için vizyon geliştirme uzun vadeli bir hedef olmasına rağmen, bu çalışma, algılama ve düşünme arasındaki çizgiyi bulanıklaştıran yeni bir akıllı piksel sınıfının temelini oluşturuyor-sadece daha iyi makineler değil, potansiyel olarak daha iyi görüşe sahip.
