Разработка представляет собой тонкоплёночный «оптический синапс», полностью управляемый светом. В отличие от большинства существующих светочувствительных синаптических устройств, которым одновременно требуются электрические и оптические сигналы, новая система работает исключительно за счёт воздействия света. Это позволяет снизить энергопотребление и упростить архитектуру устройства.
Авторы проекта отмечают, что современные камеры и вычислительные системы по-прежнему разделяют функции сенсора, памяти и обработки данных между разными компонентами. Из-за этого информация постоянно передаётся между блоками, что увеличивает задержки и энергозатраты. Новый подход приближает архитектуру к биологической зрительной системе, где восприятие и обработка сигналов тесно интегрированы.
Устройство способно изменять своё состояние под воздействием света разных длин волн. Одни сигналы усиливают отклик, другие — ослабляют его, что напоминает механизм обучения и забывания в биологических синапсах. Исследователи продемонстрировали работу системы на примере эксперимента с «собакой Павлова»: разные длины волн света использовались как аналоги звука и пищи, после чего устройство научилось ассоциировать один сигнал с другим.
По словам разработчиков, подобный механизм особенно важен для будущих систем искусственного зрения и аппаратного ИИ, поскольку позволяет выполнять распознавание и обработку информации непосредственно на уровне сенсора, без передачи данных в отдельный вычислительный модуль.
Конструкция устройства также была существенно упрощена. В её основе используется ультратонкий слой оксида марганца на гибкой кремниевой подложке. Материал отличается сравнительно низкой стоимостью, доступностью и экологичностью по сравнению с рядом альтернатив, включая перовскиты и чёрный фосфор. Наличие нескольких степеней окисления помогает формировать дефектные состояния и кислородные вакансии, необходимые для хранения и модуляции информации.
Разработчики подчёркивают, что устройство сохраняет работоспособность даже при изгибе подложки, что делает технологию перспективной для гибкой электроники и носимых систем. Помимо обработки изображений в реальном времени, оптический синапс способен выполнять логические операции, совместимые с существующими полупроводниковыми вычислительными платформами.
Авторы считают, что технология может найти применение в робототехнике, системах искусственного зрения, энергоэффективном ИИ-оборудовании и интеллектуальных сенсорных устройствах следующего поколения.
Источник: https://discovery.kaust.edu.sa/en/article/27001/seeing-smarter-with-a-simple-light-controlled-synapt...Если вам понравился материал, кликните значок — вы поможете нам узнать, каким статьям и новостям следует отдавать предпочтение. Если вы хотите обсудить материал —не стесняйтесь оставлять свои комментарии : возможно, они будут полезны другим нашим читателям!
