دستگاه بینایی مصنوعی با قابلیت تقلید از توهمات بینایی انسان

NIMS یک دستگاه بینایی مصنوعی یونی ایجاد کرده است که می تواند کنتراست مرز بین نواحی تیره و روشن اطراف از یک روش قدیمی مشابه بینایی انسان افزایش دهد.

این اولین تقلید مصنوعی از توهمات نوری انسان با استفاده از حرکت یونی و برهم کنش جامدات به دست آمد.

همچنین ممکن است بتوان از این دستگاه برای توسعه سیستم‌های سخت‌افزاری پردازش تصویر و سنجش بصری فشرده و کم‌مصرف با انرژی با قابلیت پردازش سیگنال‌های آنالوگ استفاده کرد.

بسیاری از توسعه‌دهندگان سیستم‌های هوش مصنوعی (AI) اخیراً علاقه زیادی به تحقیقات روی سنسورهای مختلف و سیستم‌های پردازش اطلاعات آنالوگ با الهام از مکانیسم‌های حسی انسان نشان داده‌اند.

بیشتر سیستم‌های هوش مصنوعی که تحقیقات روی آن‌ها انجام می‌شود، به نرم‌افزار برنامه‌های پیچیده و پیکربندی‌های مدار پیچیده، از جمله ماژول‌های پردازش سفارشی مجهز به مدارهای حسابی و حافظه نیاز دارند.

معایب این سیستم‌ها این است که بزرگ هستند و انرژی زیادی مصرف می کنند.

تیم تحقیقاتی NIMS اخیراً یک دستگاه بینایی مصنوعی یونی متشکل از مجموعه‌ای از کانال‌های رسانای مختلط که در فواصل زمانی معین بر روی یک الکترولیت جامد قرار می‌گیرد، ساخته است.

این دستگاه روشی را شبیه‌سازی می‌کند که نورون‌های شبکیه انسان (یعنی گیرنده‌های نور، سلول‌های افقی و سلول‌های دوقطبی) سیگنال‌های بصری را با پاسخ به پالس‌های ولتاژ ورودی (معادل سیگنال‌های الکتریکی از گیرنده‌های نوری) پردازش می‌کنند.

این باعث می‌شود یون‌های درون الکترولیت جامد (معادل یک سلول افقی) در کانال‌های رسانای مختلط حرکت کنند، که سپس جریان کانال خروجی را تغییر می‌دهد (معادل پاسخ سلول دوقطبی).

با به کارگیری چنین مراحلی، دستگاه مستقل از نرم افزار قادر به پردازش سیگنال‌های تصویر ورودی و تولید تصویر خروجی با افزایش کنتراست مرز بین نواحی تیره و روشن تر به روشی مشابه روشی است که سیستم بینایی انسان بین رنگ ها و اشکال مختلف با استفاده از مهار جانبی بصری می‌تواند کنتراست مرز را افزایش دهد.

چشم انسان علاوه بر تاریکی/روشنی، توهمات نوری مختلفی مرتبط با زاویه شیب، اندازه، رنگ و حرکت تولید می‌کند و اعتقاد بر این است که این فرآیند نقش مهمی در شناسایی بصری اشیاء مختلف دارد.

دستگاه بینایی مصنوعی یونی شرح داده شده در اینجا ممکن است به طور بالقوه برای تولید دوباره این نوع از توهمات نوری استفاده شود.

تیم تحقیقاتی امیدوار است سیستم‌های حسگر بصری را با یکپارچه‌سازی دستگاه با سایر اجزا از جمله مدارهای گیرنده نوری، توسعه دهند که قادر به انجام عملکردهای شبکیه انسان هستند.

این پروژه توسط یک تیم تحقیقاتی متشکل از(پژوهشگر ارشد، گروه دستگاه های نانو یونی (NDG)، مرکز بین المللی نانومعماری مواد (MANA)، NIMS)، Xiang Wan (پژوهشگر پسا دکتری، NDG، MANA، NIMS در آن زمان) انجام شد.

لینک مفید:توسعه وسایل بینایی مصنوعی

بیشتر بخوانید:نانوتکنولوژی ممکن است ژن تراپی برای درمان نابینایی را بهبود بخشد

بیشتر بدانید:لنزهای چشمی نانوکامپوزیت طلا که کوررنگی را بهبود میبخشند

تاریخ:1403/10/4

مهسا نعمتی