Fudan Universiteti və Çin Elmlər Akademiyasının alimləri tərəfindən həyata keçirilən yeni bir araşdırma, neuromorf mühəndislik və fotonika sahələrində mühüm bir irəliləyiş olaraq təqdim edilir. Bu araşdırma çərçivəsində ionik-elektron fotodetektor yaradılıb. Bu cihaz yalnız işığı algılamaqla kifayətlənmir, eyni zamanda sensor daxilində görüntü emalı funksiyalarını yerinə yetirir. Bu, insan görmə qabiliyyətindəki bəzi məhdudiyyətləri, o cümlədən rəng görmə qüsurlarını aradan qaldırma potensialına malikdir.

Tədqiqat "Sensor daxili görüntü emalı ilə görmə dəstəyi üçün ionik-elektron fotodetektor" başlığı ilə "Nature Communications" jurnalında dərc olunub. Araşdırmanın aparıcı müəllifləri Hai Huang və Jianlu Wang, həmçinin onların komandası Fudan Universiteti və Çin Elmlər Akademiyasının alimləridir.

Bu innovasiyanın əsasını mis indium fosfor sulfid (CIPS) adlı material təşkil edir. Bu van der Waals ferrolektrik material, ionik və elektron keçiriciliyi dəstəkləyir. Mobil Cu+ ionlarının hərəkətindən istifadə edərək cihaz, işığa qarşı qeyri-xətti və tarixdən asılı fotoreaksiyalar göstərir. Bu, cihazın işıq həssaslığını dinamik şəkildə tənzimləməsinə imkan verir. Beləliklə, zəif siqnalları gücləndirmək və ya həddindən artıq işıqlandırılmış sahələri boğmaq mümkün olur. Bu funksionallıq, insan görmə qabiliyyətindəki zəif kontrast adaptasiyası və ya rəng ayırdetmə kimi boşluqları doldura bilər.

"Bu, sensor daxili hesablama istiqamətində bir addımdır. Burada hesablamanın bir hissəsi sensorun özündə fiziki olaraq həyata keçirilir," - deyə Hai Huang qeyd edib. "Bizim cihaz işığı yalnız elektrik siqnallarına çevirmir, eyni zamanda məlumatı əldə etdiyi anda emal edir. Bu, enerji sərfiyyatını azaldır və sürətli, adaptiv görmə reaksiyalarını mümkün edir."

Bu texnologiyanın gələcəkdə rəng görmə qüsurları olan insanlara yardım etmə potensialı xüsusi maraq doğurur. Cihazın spektral kontrastı yenidən çəkiyə bilmək və həssaslığı real vaxtda modulyasiya etmək qabiliyyəti, məsələn, qırmızı və yaşıl rənglər arasında kontrastı artıraraq adaptiv vizual emalı təmin edə bilər. Bu, rəng görmə qabiliyyətini artıran çip əsaslı vizual protezlər və ya köməkçi cihazların inkişafına imkan yarada bilər.

Bundan əlavə, fotodetektor səs-küyün aradan qaldırılması, kontrastın artırılması və təsvirin invertasiya süzgəcləri kimi əsas görüntü əməliyyatlarını yerinə yetirə bilir. Bu funksiyalar cihaz strukturu daxilində, xarici dövrə olmadan həyata keçirilir. Beləliklə, ənənəvi görüntü sensorları və prosessorlarla əlaqəli məlumat dar boğazları və enerji xərcləri aradan qaldırılır. Bu da onu az enerji sərfiyyatlı süni intellekt tətbiqləri üçün ideal hala gətirir.

Tədqiqat qrupu, cihazın işıqlandırma mühitinə əsasən müsbət və ya mənfi reaksiya rejimləri arasında keçid edə bilən proqramlaşdırıla bilən fotoreaksiya davranışlarını nümayiş etdirdi. Bu dinamiklər bioloji görmə adaptasiyasını xatırladır, lakin süni sistem daha üstün tənzimlənmə və sürət təklif edir.

"Süni görmənin gələcəyi yalnız biologiyanı təkrarlamaqdan ibarət deyil, onu aşmaqdır," - deyə Huang vurğulayıb. "İonik-elektron materiallarla ağılı material səviyyəsində yerləşdirə bilərik. Bu, real vaxt adaptasiyası üçün yeni imkanlar açır, o cümlədən görmə qabiliyyəti zəif olan insanlar üçün potensial faydalar."

Gələcəyə baxan tədqiqatçılar, bu texnologiyanı iki ölçülü sensor matrislərə yönəltməyi və onun neuromorf görüntü sistemlərinə inteqrasiyasını araşdırmağı planlaşdırırlar. Rəng görmə qüsurlarının aradan qaldırılması uzunmüddətli bir məqsəd olaraq qalmaqda davam etsə də, bu iş, hiss etmə və düşünmə arasındakı sərhədləri bulanıqlaşdıran yeni bir ağıllı piksel sinfinin əsasını qoyur. Bu, daha yaxşı maşınlar və potensial olaraq daha yaxşı görmə qabiliyyəti təmin edə bilər.