Учёные Токийского университета науки разработали энергонезависимый искусственный синапс, способный различать цвета с разрешением, приближающимся к возможностям человеческого глаза.

Разработка, созданная командой под руководством доцента Такаши Икуно, решает одну из ключевых проблем современных систем машинного зрения: высокое энергопотребление при обработке больших объёмов визуальной информации. Существующие системы требуют значительных вычислительных ресурсов и энергии, что ограничивает их применение в компактных устройствах, таких как смартфоны, беспилотники или автономные автомобили. Искусственный синапс решает эту проблему благодаря интеграции двух различных солнечных элементов, устраняя необходимость во внешних источниках питания.

Устройство демонстрирует впечатляющие характеристики. Синапс способен различать цвета с разрешением 10 нанометров по всему видимому спектру, что сопоставимо с возможностями человеческого глаза. Более того, он демонстрирует биполярные реакции: генерирует положительное напряжение под воздействием синего света и отрицательное — под воздействием красного. Это позволяет выполнять сложные логические операции, которые обычно требуют нескольких устройств.

В экспериментах устройство успешно распознавало различные движения человека, записанные в красном, зелёном и синем свете. Система достигла точности 82% при классификации 18 различных комбинаций цветов и движений, используя одно устройство вместо множества фотодиодов, необходимых в традиционных системах.

Потенциальные области применения данной технологии обширны. В автономных автомобилях она может повысить эффективность распознавания светофоров, дорожных знаков и препятствий. В здравоохранении — обеспечить работу носимых устройств для мониторинга жизненно важных показателей с минимальным энергопотреблением. Для потребительской электроники — позволить создавать смартфоны и гарнитуры дополненной или виртуальной реальности с существенно улучшенным временем автономной работы при сохранении функций распознавания изображений. Доктор Икуно подчёркивает, что данная разработка приближает создание энергоэффективных систем машинного зрения с возможностями цветового различения, близкими к человеческим. Это открывает перспективы для применения в оптических датчиках беспилотных автомобилей, маломощных биометрических датчиках в медицине и портативных устройствах распознавания.