O cameră inteligentă inovatoare, mai mică de un milimetru, a depășit tehnologia IA obișnuită

Oamenii de știință susțin că noua cameră de supraveghere recunoaște obiectele cu viteza luminii și, de asemenea, utilizează lumina în loc de electricitate. Despre aceasta scrie portalul Interesting Engineering, relatează focus.ua.

Potrivit informațiilor, camera de mărimea unui bob de sare (mai puțin de o jumătate de milimetru lățime) poate realiza imagini clare, în culori, cu detalii fără precedent și, de asemenea, recunoaște obiectele la viteza luminii. În acest sens, dispozitivul utilizează lumina în loc de electricitate.

„Este un mod cu totul nou de a gândi optica, care este foarte diferit de optica tradițională. Este un design end-to-end, în care optica este proiectată împreună cu unitatea de calcul”, a declarat Arka Majumdar, doctor, profesor de inginerie electrică, informatică și fizică la Universitatea din Washington și unul dintre autorii studiului.

La rândul său, cercetătorul Felix Heide, a precizat că ideea a prins contur atunci când a început să exploreze metasuprafețele, materiale artificiale sub formă de foițe cu caracteristici sub lungimea de undă.

Metasuprafețele nu refractă lumina prin sticlă sau plastic precum lentilele tradiționale. În schimb, ele refractă lumina în jurul unor structuri minuscule, similar cu modul în care lumina se propagă atunci când trece printr-o fantă îngustă.

Pentru a proiecta camera și a fabrica cipul, Heide și studenții lui și-au unit forțele cu experți de la Laboratorul de nanotehnologie din Washington. În loc să utilizeze o lentilă tradițională din sticlă sau plastic, echipa a integrat 50 de meta-lentile plate și ușoare suprapuse care utilizează nanostructuri microscopice pentru a controla lumina. Aceste meta-lentile dublează o rețea neurală optică, un sistem de inteligență artificială inspirat de creier.

În explorarea acestei tehnologii, oamenii de știință au descoperit că lumina care ieșea din matricele de piloni nu semăna neapărat cu imaginea originală. În schimb, pilonii acționau ca niște filtre specializate, care sortau datele optice în categorii precum margini, zone luminoase și întunecate sau chiar caracteristici dincolo de percepția umană, astfel încât furnizau calculatoarelor informații structurate și preprocesate.

„Ne-am dat seama că nu trebuie să înregistrăm o imagine perfectă. Putem înregistra doar anumite caracteristici, pe care le putem combina apoi pentru a efectua sarcini precum clasificarea”, a declarat Felix Heide.

Echipa a dezvoltat apoi un sistem capabil să identifice obiecte în imagini folosind mai puțin de 1% din puterea de calcul necesară pentru metodele tradiționale, lentila metasuprafeței fiind responsabilă de 99,4% din volumul de muncă.

În timp ce rețelele neuronale tradiționale aplică filtre matematice (nuclee) pentru a extrage datele, ceea ce necesită numeroase calcule chiar și pentru câțiva pixeli, noul sistem efectuează în mod natural o filtrare complexă pe măsură ce lumina trece prin el, ceea ce permite mai multor filtre mari să analizeze întreaga imagine în același timp. Potrivit oamenilor de știință, această inovație ar putea revoluționa mai multe tehnologii.

„Rămâne de văzut, desigur, dar aici am demonstrat primul pas. Și acesta este un mare pas înainte în comparație cu toate celelalte implementări optice existente ale rețelelor neuronale”, a concluzionat Arka Majumdar.

Acum ne puteți urmări și pe Telegram, Facebook și Instagram pentru a fi la curent cu ultimele știri.