پژوهشگران دانشگاه علوم توکیو، در گامی بزرگ برای تحقق بینایی ماشینی، موفق به ساخت یک سیناپس (پیوندگاه عصبی) مصنوعی خودکار شده‌اند که می‌تواند رنگ‌ها را با دقتی نزدیک به چشم انسان تشخیص دهد. به گزارش نوروساینس نیوز، این نوآوری که با انرژی خورشیدی کار می‌کند، می‌تواند انقلابی در نحوه درک و پردازش اطلاعات بصری در سیستم‌های هوش مصنوعی موجود در گوشی‌های تلفن، ابزارهای پوشیدنی‌ها و خودروهای خودران ایجاد کند.

این دستگاه بر پایه سلول‌های خورشیدی حساس به رنگ ساخته شده است و برخلاف سیناپس‌های نوری متداول که به منبع برق خارجی نیاز دارند، برق موردنیازش را از طریق تبدیل انرژی خورشیدی تامین می‌کند. سیستم‌های فعلی هوش مصنوعی برای پردازش حجم بالای داده‌های بصری به انرژی، حافظه و منابع محاسباتی بالایی نیاز دارند؛ اما این سیناپس مصنوعی با الگوبرداری از نحوه پردازش اطلاعات در مغز انسان، عملکردی هوشمندانه و کارآمد دارد.

ویژگی منحصربه‌فرد این سیناپس توانایی تشخیص رنگ‌ها با دقت چشمگیر ۱۰ نانومتر در سراسر طیف مرئی است. این سطح از وضوح امکان انجام عملیات منطقی مبتنی بر طول موج نور را فراهم می‌کند و در عین حال مصرف انرژی را پایین نگه می‌دارد.

دکتر تاکاشی ایکونو، پژوهشگر ارشد و استاد دانشگاه علوم توکیو، می‌گوید این دستگاه می‌تواند هم‌زمان تشخیص رنگ دقیق و انجام عملیات منطقی را در سیستم‌های هوش مصنوعی کم‌مصرف ممکن کند.

ایکونو همراه همکارانش دو نوع سلول خورشیدی را در ساختار سیناپس به کار گرفتند که هرکدام به طول‌ موج خاصی از نور واکنش نشان می‌دهند. سیناپس در برابر نور آبی ولتاژ مثبت و در برابر نور قرمز ولتاژ منفی تولید می‌کند. این پاسخ دوقطبی امکان انجام عملیات منطقی را فراهم می‌کند که معمولا در سیستم‌های سنتی نیازمند چندین قطعه مجزا است.

تیم پژوهشی ایکونو در آزمایش‌های عملی نشان داد که این سیناپس می‌تواند ۱۸ ترکیب مختلف از رنگ و حرکت را فقط با استفاده از یک دستگاه تشخیص دهد و به دقت ۸۲ درصد برسد.

کاربردهای این فناوری طیف وسیعی از صنایع را در بر می‌گیرد، از تشخیص هوشمند علائم رانندگی در خودروهای خودران گرفته تا حسگرهای پوشیدنی در پزشکی و مصرف انرژی کمتر در گوشی‌ها و عینک‌های واقعیت افزوده.

ایکونو می‌گوید: «ما باور داریم این فناوری به تحقق سیستم‌های بینایی ماشینی کم‌مصرف با توانایی تشخیص رنگ نزدیک به انسان، با کاربردهایی همچون حسگرهای نوری خودروهای خودران، حسگرهای زیستی کم‌مصرف پزشکی و دستگاه‌های شناسایی قابل‌حمل کمک خواهد کرد.»

در مجموع، این پژوهش نقطه عطفی در مهندسی نورومورفیک (شبیه‌سازی رایانه‌ای ساختار و عملکرد سیستم عصبی زیستی) و گامی مهم در جهت نزدیک‌تر شدن دید دستگاه‌ها به درک بصری انسان‌ها محسوب می‌شود.