Istraživači su napravili mali uređaj koji „vidi“ i stvara uspomene na sličan način kao ljudi, u obećavajućem koraku ka jednom danu imati aplikacije koje mogu donositi brze, složene odluke, kao što su automobili koji se sami voze.
Neuromorfni pronalazak je jedan čip koji omogućava senzorski element, dopiran indijum oksid, koji je hiljadama puta tanji od ljudske kose i ne zahteva spoljne delove da bi funkcionisao.
Inženjeri Univerziteta RMIT u Australiji su vodili rad, uz doprinose istraživača sa Univerziteta Deakin i Univerziteta u Melburnu.
Istraživanje tima pokazuje radni uređaj koji hvata, obrađuje i čuva vizuelne informacije. Sa preciznim inženjeringom dopiranog indijum oksida, uređaj oponaša sposobnost ljudskog oka da uhvati svetlost, prethodno pakuje i prenosi informacije poput optičkog nerva, i skladišti ih i klasifikuje u memorijskom sistemu kao što to može naš mozak.
Zajedno, ove funkcije bi mogle omogućiti ultra-brzo donošenje odluka, kaže tim.
Vođa tima, profesor Sumeet Valia, rekao je da novi uređaj može da obavlja sve neophodne funkcije – da detektuje, kreira i obrađuje informacije i da zadrži memoriju – umesto da se oslanja na eksterno energetski intenzivno računanje, koje sprečava donošenje odluka u realnom vremenu.
„Izvođenje svih ovih funkcija na jednom malom uređaju do sada se pokazalo kao veliki izazov“, rekla je Valia sa RMIT-ove škole inženjeringa. „Učinili smo mogućnost donošenja odluka u realnom vremenu sa našim pronalaskom, jer ne treba da obrađuje velike količine nerelevantnih podataka i ne usporava se prenosom podataka na zasebne procesore.“
Novi uređaj je bio u stanju da demonstrira sposobnost zadržavanja informacija tokom dužeg vremenskog perioda, u poređenju sa prethodno prijavljenim uređajima, bez potrebe za čestim električnim signalima za osvežavanje memorije. Ova sposobnost značajno smanjuje potrošnju energije i poboljšava performanse uređaja.
Istraživanje tima, „Dugotrajna uporna fotostruja u 3 nm tankom dopiranom indijum oksidu za integrisano detekciju svetlosti i neuromorfno računanje u senzoru“, objavljeno je u Advanced Functional Materials.
Prvi autor i RMIT dr. istraživač Aishani Mazumder je rekao da je ljudski mozak koristio analognu obradu, što mu je omogućilo da brzo i efikasno obrađuje informacije koristeći minimalnu energiju.
„Nasuprot tome, digitalna obrada zahteva energiju i ugljenik i sprečava brzo prikupljanje i obradu informacija“, rekla je ona. „Sistemi neuromorfnog vida su dizajnirani da koriste sličnu analognu obradu ljudskom mozgu, što može značajno smanjiti količinu energije potrebne za obavljanje složenih vizuelnih zadataka u poređenju sa današnjim tehnologijama.
Tim je koristio ultraljubičasto svetlo kao deo svojih eksperimenata i radi na tome da još više proširi ovu tehnologiju za vidljivu i infracrvenu svetlost – sa mnogim mogućim primenama kao što su bionički vid, autonomne operacije u opasnim okruženjima, procene roka trajanja hrane i napredna forenzika .
„Zamislite samovozeći automobil koji može da vidi i prepoznaje objekte na putu na isti način na koji ljudski vozač može ili je u stanju da brzo otkrije i prati svemirsko smeće. To bi bilo moguće sa tehnologijom neuromorfnog vida.“
Valia je rekla da se neuromorfni sistemi mogu vremenom prilagoditi novim situacijama, postajući efikasniji sa više iskustva.
„Tradicionalni sistemi kompjuterskog vida — koji se ne mogu minijaturizirati poput neuromorfne tehnologije — obično su programirani posebnim pravilima i ne mogu se tako lako prilagoditi“, rekao je on. „Neuromorfni roboti imaju potencijal da rade autonomno tokom dugog perioda, u opasnim situacijama u kojima su radnici izloženi mogućim uronima, eksplozijama i toksičnom vazduhu.“
Ljudsko oko ima jednu mrežnjaču koja snima celu sliku, koju mozak zatim obrađuje da bi identifikovao objekte, boje i druge vizuelne karakteristike.
Uređaj tima je imitirao mogućnosti mrežnjače koristeći senzore slike sa jednim elementom koji snimaju, čuvaju i obrađuju vizuelne informacije na jednoj platformi, rekao je Valia.
„Ljudsko oko je izuzetno vešto da reaguje na promene u okruženju na brži i mnogo efikasniji način nego što to trenutno mogu kamere i računari“, rekao je on. „Inspirišući se iz oka, već nekoliko godina radimo na stvaranju kamere koja poseduje slične sposobnosti, kroz proces neuromorfnog inženjeringa.“
