Јонски уред за вештачки вид имитира човечки оптички илузии

Националниот институт за наука за материјали NIMS, еден од најголемите научно-истражувачки центри во Јапонија, разви јонски уред за вештачка визија, способен да го зголеми контрастот на рабовите помеѓу потемните и полесните области на сликата на начин сличен на човечката визија.

Оваа прва синтетичка мимикрија на човечки оптички илузии беше постигната со помош на миграција на јони и нивната интеракција во цврсти материи. Овој уред, опишан во статија објавена од Nano Letters, може да поттикне развој на компактни, енергетски ефикасни хардверски системи за визуелно откривање и обработка на слики, кои можат да обработуваат аналогни сигнали.

Бројни развивачи на системи за вештачка интелигенција од неодамна покажуваат голем интерес за истражување на различни сензори и аналогни системи за обработка на информации, инспирирани од човечките сетилни механизми.

Повеќето од системите за вештачка интелигенција што се истражуваат бараат софистициран софтвер/програма и сложени конфигурации на кола, вклучувајќи специјално дизајнирани модули за обработка, опремени со аритметички кола и меморија. Сепак, овие системи имаат недостатоци бидејќи се големи и трошат голема количина на енергија.

Уредот за вештачка визија на NIMS се состои од низа мешани канали поставени на цврст електролит во редовни интервали. Овој уред го симулира начинот на кој ретиналните неврони во човечкото око – фоторецептори, хоризонтални ќелии и биполарни клетки – ги обработуваат визуелните сигнали како одговор на импулсите на влезниот напон, што е еквивалентно на електричните сигнали од фоторецепторите.

Ова предизвикува јоните во цврстиот електролит, еквивалентно на хоризонтална ќелија, да мигрираат низ мешаните проводнички канали, што потоа ја менува струјата на излезниот канал, што е еквивалентно на биполарниот одговор на ќелијата.

Користејќи такви чекори, уредот, независно од софтверот, би можел да ги обработува влезните сигнали на сликата и да произведе излезна слика со зголемен контраст на рабовите помеѓу потемните и посветлите области, слично на начинот на кој човечкиот визуелен систем може да го зголеми контрастот на рабовите помеѓу различни бои и форми преку визуелно странична инхибиција.

Човечкото око произведува различни оптички илузии поврзани со аголот на наклон, големината, бојата и движењето, а се верува дека овој процес игра клучна улога во визуелната идентификација на различни предмети. Јонскиот уред на јапонските научници потенцијално би можел да се користи за репродукција на овие типови на оптички илузии.

Истражувачите сега се надеваат дека ќе развијат визуелни сензорни системи способни да вршат функции на човечката ретина преку интегрирање на овој уред со други компоненти, вклучително и фоторецепторни кола.