Ionski uređaj za umjetni vid oponaša ljudske optičke iluzije

Uređaj koji su osmislili japanski istraživači mogao bi omogućiti obradu slike bez potrebe za softverom, programima i složenim konfiguracijama

Mladen Smrekar srijeda, 1. prosinca 2021. u 06:00

Nacionalni institut za znanost o materijalima NIMS, jedan od najvećih znanstveno-istraživačkih centara u Japanu, razvio je ionski uređaj za umjetni vid, sposoban povećati kontrast rubova između tamnijih i svjetlijih područja slike na način sličan ljudskom vidu.

Migracija iona

Ova prva sintetička mimikrija ljudskih optičkih iluzija postignuta je korištenjem migracije iona i njihove interakcije unutar čvrstih tijela. Ovaj uređaj, opisan u članku koji objavljuje Nano Letters, mogao bi potaknuti razvoj kompaktnih, energetski učinkovitih hardverskih sustava za vizualno otkrivanje i obradu slike koji mogu obraditi analogne signale.

Ionski uređaj za umjetni vid
Ionski uređaj za umjetni vid

Brojni programeri sustava umjetne inteligencije nedavno su pokazali veliko zanimanje za istraživanje različitih senzora i analognih sustava za obradu informacija inspiriranih ljudskim senzornim mehanizmima.

Simuliranje rada ljudskog oka

Većina AI sustava na kojima se provode istraživanja zahtijevaju sofisticirani softver/program i složene konfiguracije sklopova, uključujući posebno dizajnirane module za obradu opremljene aritmetičkim sklopovima i memorijom. Međutim, ovi sustavi imaju nedostatke jer su veliki i troše veliku količinu energije.

Demonstracija detekcije rubova dvodimenzionalnim ionskim sustavom s više uređaja: neobrađena 1024×1024 RGB slika (a); izlazna slika dobivena nakon sive skale i detekcije rubova (b) te konačna slika dobivena nakon binarizacije (c)
Demonstracija detekcije rubova dvodimenzionalnim ionskim sustavom s više uređaja: neobrađena 1024×1024 RGB slika (a); izlazna slika dobivena nakon sive skale i detekcije rubova (b) te konačna slika dobivena nakon binarizacije (c)

NIMS-ov uređaj za ionski umjetni vid sastoji od niza kanala mješovitih vodiča postavljenih na čvrsti elektrolit u pravilnim intervalima. Ovaj uređaj simulira način na koji neuroni mrežnice u ljudskom oku - fotoreceptori, horizontalne stanice i bipolarne stanice - obrađuju vizualne signale reagirajući na impulse ulaznog napona, ekvivalentno električnim signalima iz fotoreceptora. 


To uzrokuje da ioni unutar čvrstog elektrolita, ekvivalentno horizontalnoj ćeliji, migriraju kroz kanale mješovitih vodiča, što zatim mijenja struju izlaznog kanala, ekvivalentno bipolarnom odgovoru ćelije.

Ionski uređaj za umjetni vid (u sredini), u kojem ioni litija migriraju i međusobno djeluju, oponaša način na koji ljudski neuroni retine obrađuju vizualne signale. Obrada ulazne slike (lijevo) rezultirala je izlaznom slikom (desno) s povećanim kontrastom rubova
Ionski uređaj za umjetni vid (u sredini), u kojem ioni litija migriraju i međusobno djeluju, oponaša način na koji ljudski neuroni retine obrađuju vizualne signale. Obrada ulazne slike (lijevo) rezultirala je izlaznom slikom (desno) s povećanim kontrastom rubova

Vizualni senzorski sustavi

Koristeći takve korake, uređaj je, neovisno o softveru, mogao obraditi ulazne signale slike i proizvesti izlaznu sliku s povećanim kontrastom rubova između tamnijih i svjetlijih područja nalik načinu na koji ljudski vizualni sustav može povećati kontrast rubova između različitih boja i oblika pomoću vizualne lateralne inhibicije.


Ljudsko oko proizvodi različite optičke iluzije povezane s kutom nagiba, veličinom, bojom i kretanjem, a vjeruje se da ovaj proces igra ključnu ulogu u vizualnoj identifikaciji različitih objekata. Ionski uređaj japanskih znanstvenika potencijalno se može koristiti za reprodukciju ovih vrsta optičkih iluzija. 


Shematski ustroj sustava s dva uređaja
Shematski ustroj sustava s dva uređaja

Istraživači se sad nadaju da će razviti i vizualne senzorske sustave sposobne za obavljanje ljudskih retinalnih funkcija integracijom ovog uređaja s drugim komponentama, uključujući fotoreceptorske krugove.



Prijenosni bežični BT zvučnik

JAMO DS 3

Elegantan spoj oblika i funkcionalnosti. Savršen suputnik za glazbu u pokretu. Trajanje USB punjive baterije 6 sati, priključak za SD memorijsku karticu, FM radio, AUX ulaz, 150 Hz - 20k Hz.

779 kn 899 kn Kupi

Bežične in-ear BT slušalice

FOCAL SPARK

Kvalitetan Focal zvuk, aluminijsko kućište, ugrađen mikrofon i daljinski upravljač na kablu, do 8 sati trajanje bateriije, 16 Ohms, 20Hz – 20KHz, 103dB.

499 kn 799 kn Kupi