Kyusang Lee, adiunkt na Uniwersytecie Wirginii, opracował nowe, inteligentne czujniki obrazu, które naśladują funkcje ludzkiego oka. Te zaawansowane czujniki, zawierające sztuczną tęczówkę i rogówkę oraz sztuczne mięśnie, umożliwiające ruch i skupienie, mogą mieć ogromne znaczenie dla rozwoju sztucznej inteligencji, robotyki i medycyny.

Minęła ponad dekada, odkąd Gartner Research zidentyfikował Internet rzeczy – obiekty fizyczne z czujnikami, zdolnościami przetwarzania i oprogramowaniem, które łączą i wymieniają dane za pośrednictwem Internetu i sieci komunikacyjnych – jako nową technologię.

W dzisiejszych czasach urządzenia połączone z siecią są niezbędne w branżach komercyjnych, ochronie zdrowia i produktach konsumenckich. Firma analityczna Statista prognozuje niemal potrojenie liczby takich urządzeń na całym świecie z 9,7 miliarda w 2020 roku do ponad 29 miliardów w 2030 roku.

Czujniki wbudowane w urządzenia są w dużej mierze pasywne, przesyłając sygnały do komputerów podłączonych do sieci, które przetwarzają i zwracają istotne dane do urządzenia. Kyusang Lee, adiunkt na wydziale inżynierii materiałowej oraz inżynierii elektrycznej i komputerowej na Wydziale Inżynierii i Nauk Stosowanych Uniwersytetu Wirginii, pracuje nad sposobem na uczynienie czujników inteligentnymi.

Lee i jego zespół opracowali metodę tworzenia cienkich i elastycznych warstw półprzewodnikowych, które mogą być nakładane na kuliste podłoże. Następnie wykorzystali te warstwy do stworzenia czujnika obrazu w kształcie półkuli, który imituje ludzkie oko. Czujnik ten ma wiele zalet: jest odporny na odbicia światła, może rejestrować obrazy pod różnymi kątami i ma wysoką rozdzielczość na całej powierzchni.

Naukowiec zdobył prestiżową nagrodę National Science Foundation CAREER za opracowanie tego inteligentnego systemu. Stworzona przez niego sztuczna rogówka i sztuczna tęczówka wykonują podstawową optykę, wspomaganą przez sztuczne mięśnie, które umożliwiają ruch i skupienie. Sztuczna siatkówka rejestruje sygnał obrazu, wstępnie przetwarzając dane obrazu.

Uzupełnieniem systemu czujników jest sztuczna sieć neuronowa zaprojektowana wspólnie z oprogramowaniem i sprzętem. Sztuczna synapsa, zwana memrystorem, przenosi wstępnie przetworzone sygnały sensoryczne do mózgu układu, neuromorficznego chipa, który może przetwarzać sygnały na wysokim poziomie.

Naukowcy opublikowali swoje wyniki w prestiżowym czasopiśmie Nature Electronics. W artykule pokazali, że ich czujnik obrazu może rejestrować obrazy trójwymiarowe z wysokim kontrastem i głębią ostrości. Wykazali też, że ich praca może być użyta do tworzenia sztucznych oczu dla robotów lub protez dla ludzi.

Źródło: sciencedaily.com