Благодаря тому, что современная наука не стоит на месте, у ученых есть возможность делать новые открытия и изобретения, которые значительно упрощают нашу жизнь. Кроме этого, мы познаем новые материалы, до этого никому не известные. Команда ученых из Университета штата Орегон может похвастаться завидными результатами: специалисты изобрели оптический датчик, который имитирует человеческий глаз. Данное изобретение наверняка будет использоваться для создания роботов, предназначенных для отслеживания движущихся объектов. Робототехникам, имеющим дело с такими устройствами, больше не придется мучиться над сложной обработкой изображений. Всю работу теперь будет выполнять оптический датчик.
Структура
Глаз человека пусть и не так производителен, как органы зрения некоторых представителей царства животных, он все же представляет собой уникальную структуру. Имитировать его функциональность в роботах было крайне непросто. Поэтому работа команды из Университета штата Орегон просто поражает. Роботизированный глаз, созданный учеными, способен полностью соответствовать всем особенностям человеческого глаза и воспринимать различные изменения в поле зрения.
Принцип действия
Датчик работает таким образом: статический объект, попадающий в поле зрения робота, не вызывает реакции. При регистрации движущегося объекта уровень напряжения возрастает. Важность проделанной работы хорошо описана в журнале Science Focus. Сегодня компьютеры поэтапно получают всю информацию, обрабатывая данные как серию точек.
Новая технология помогает построить более интегрированную систему. Исследователи пытаются использовать искусственный интеллект по аналогии с человеческим мозгом - как сеть взаимодействующих клеток, способных параллельно обрабатывать информацию.
Опыты
Команда Университета штата Орегон приступила к моделированию набора датчиков, которые будут предсказывать, как система отреагирует на различные визуальные стимулы. Суть метода заключалась в том, чтобы вводить видео в один из массивов и обрабатывать эту информацию по тому же принципу, что и человеческий глаз. К примеру, такая симуляция может демонстрировать полет птицы и ее исчезновение в районе невидимой кормушки. После этого птица снова поднимается в воздух. Кормушка же начинает быть видимой только после того, как птица придает ей импульс, и она начинает раскачиваться. Чтобы распознать такое действие, важен не только сам датчик, но и вычислительная мощность.
Публикации
Статья, подробно описывающая полученные группой ученых результаты, опубликована в журнале Applied Physics Letters. В работе подробно объясняется, что собой представляют нейроморфные вычисления – принципы, посредством которых на оборудовании воспроизводятся некоторые аспекты деятельности человеческого мозга. Несмотря на то, что в последние годы в этой сфере удалось достигнуть весьма значительного прогресса, все же в большинстве своем нейроморфные процессы предназначены для традиционных компьютерных архитектур.
Возможно, вам уже доводилось читать информацию об исследователях, изучающих принцип устройства человеческого глаза и участвующих в создании ретиноморфных устройств. Однако предыдущие попытки создания приборов основывались на использовании сложного оборудования или программного обеспечения. Джон Лабрам, доцент кафедры электротехники, предложил новый подход к созданию устройств, имитирующих фоторецепторы человеческого глаза. Новаторство его работы заключается в используемых материалах и технике. В предложенной учеными конструкции использовались ультратонкие слои полупроводников перовскита – минерала, применяющегося для создания солнечных батарей. Слой данного материала, толщиной в несколько сотен нанометров, способен работать как конденсатор, емкость которого изменяется при освещении. Под воздействием света этот материал может стать сильным электрическим изолятором или проводником. Это позволяет использовать данный элемент в качестве пикселя.
Датчик, имитирующий работу человеческого глаза, может пригодиться не только при создании роботов, отслеживающих различные объекты. Он также может быть использован и при создании беспилотных автомобилей и других систем, в которых требуется считывать визуальную информацию.
