Инженеры из Королевского технологического университета в австралийском Мельбурне разработали крошечный чип, который способен распознавать движения, обрабатывать информацию и хранить визуальные воспоминания без необходимости подключения к внешнему компьютеру. Этот нейроморфный чип имитирует функции человеческого мозга, что открывает новые возможности для сверхбыстрой визуальной обработки данных в таких сферах, как беспилотный транспорт и автономные роботизированные системы.
Об этом сообщает ProIT
Технология, которая экономит энергию
Согласно словам ведущего автора исследования, профессора Сумита Валиа, разработка значительно снижает энергопотребление по сравнению с традиционными цифровыми системами. «Нейроморфные системы зрения разработаны на основе аналоговой обработки, аналогичной той, что использует наш мозг, это может значительно сократить количество энергии, необходимой для выполнения сложных визуальных задач по сравнению с цифровыми технологиями, которые используются сегодня», — подчеркивает профессор Валиа.
Высокие технологии на атомном уровне
Устройство выполнено из дисульфида молибдена (MoS2), толщиной всего в несколько атомов. Одно из недавних исследований продемонстрировало, что крошечные дефекты на атомном уровне в этом материале способны улавливать свет и преобразовывать его в электрические сигналы, которые аналогичны работе нейронов. Чип может захватывать и обрабатывать визуальную информацию в режиме реального времени.
«Этот экспериментальный прибор имитирует способность человеческого глаза улавливать свет и способность мозга обрабатывать визуальную информацию, позволяя ему мгновенно ощущать изменения в окружающей среде и создавать воспоминания без необходимости использования огромных объемов данных и энергии», — объясняет профессор Сумит Валиа.
В проведенных экспериментах устройство фиксировало движения, например, махание рукой, без необходимости покадровой фиксации, сохраняя эти события в виде воспоминаний. По словам докторанта Королевского технологического института Тиха Аунг, «мы продемонстрировали, что атомарно тонкий дисульфид молибдена может точно воспроизводить поведение нейрона с утечкой, что интегрирует и активирует белок, кодируемый одноименным геном».
Эта технология имеет потенциал значительно улучшить время реакции систем автоматизированных транспортных средств и современных роботизированных систем. Хотя, как замечает Сумит Валиа, нейроморфные системы зрения появятся в практическом использовании лишь через много лет, позволяя автономным устройствам быстро реагировать на изменения в окружении без необходимости в обработке больших объемов данных.
В настоящее время команда работает над масштабированием экспериментального однопиксельного устройства до больших массивов пикселей на основе MoS2, а также планирует создание гибридных систем, которые объединяют аналоговую технологию с традиционной цифровой электроникой. Группа также исследует альтернативные материалы к MoS2 для расширения возможностей инфракрасного диапазона, что может позволить отслеживать глобальные выбросы и определять загрязняющие вещества в реальном времени.