A mesterséges intelligencia és az autonóm rendszerek fejlődése az utóbbi években növekvő érdeklődést váltott ki a mesterséges látórendszerek (AVS) iránt. A mesterséges látás lehetővé teszi a gépek számára, hogy „lássák”, értelmezzék és reagáljanak a körülöttük lévő világra, hasonlóan az emberekhez, amikor egy olyan helyzetre reagálunk, amelynek változását látjuk – például egy vezetés közben előttünk fékező autót.
Ezek a „gépszemek” kamerák és érzékelők segítségével rögzítik az őket körülvevő világ képeit. Komplex számítási algoritmusok dolgozzák fel ezeket a képeket, lehetővé téve a gépek számára, hogy valós időben elemezzék környezetüket, és reagáljanak bármilyen változásra vagy fenyegetésre (a tervezett alkalmazástól függően).
Az AVS-eket számos területen alkalmazták, beleértve az arcfelismerést, az autonóm járműveket és a vizuális protéziseket (mesterséges szemeket). Az autonóm járművekhez és a csúcstechnológiás alkalmazásokhoz használt AVS-ek jól beváltak. Az emberi test összetett természete azonban megnehezíti a vizuális protéziseket, mivel a legmodernebb AVS-ek nem rendelkeznek ugyanolyan szintű multifunkcionalitással és önszabályozással, mint az általuk utánzott biológiai megfelelők.
Sok manapság használatos AVS több komponenst igényel a működéséhez – nincs olyan fényérzékelő eszköz, amely több funkciót is elláthatna. Ez azt jelenti, hogy sok konstrukció bonyolultabb a kelleténél, így kereskedelmileg kevésbé kivitelezhetőek és nehezebben gyárthatók. Hanlin Wang, Yunqi Liu és kollégái a Kínai Tudományos Akadémia ma nanoklasztereket használnak, hogy többfunkciós fotoreceptorokat hozzanak létre biológiai protézisekhez, és beszámolnak eredményeikről Nature Communications.
A sáska garnélarák ihlette
A sáska garnélarák vizuális rendszere 16 fotoreceptort használ több feladat egyidejű elvégzésére, beleértve a színfelismerést, az adaptív látást és a körkörösen polarizált fény érzékelését. Mivel a természet gyakran képes olyan dolgokat megtenni, amelyekről a tudósok csak álmodozhattak szintetikus szinten, a biomimikri népszerű megközelítéssé vált. És mivel a sáska garnélarák természetes fotoreceptoraiban számos kívánatos tulajdonság van, a kutatók megpróbálták mesterségesen utánozni tulajdonságaikat nanoklaszterek segítségével.
A nanoklaszterek fématomok, amelyek védő ligandumokhoz kapcsolódnak. Ez egy testreszabható megközelítés, amely hangolható fizikai tulajdonságokat eredményez, például diszkrét energiaszinteket és a kvantumméret-hatások miatti nagy sávszélességeket. A nanoklaszterek kiváló foton-elektron konverziót is kínálnak, így ígéretes megközelítést jelentenek mesterséges fotoreceptor eszközök létrehozására.
„A nanoklaszterek a Moore-törvény folytatásának következő generációs anyagai” – mondja Wang. Fizika Világa. "Azonban az olyan alapvető tudományos kérdések, mint a nanoklaszter-alapú eszközök reprodukálható gyártása és a fotoelektromos viselkedés homályosak és feltáratlanok maradtak."
Mesterséges nanoklaszter fotoreceptor
A sáska garnélarák ihlette Wang és munkatársai nanocluster fotoreceptorokat hoztak létre, és kompakt, többfeladatos vizuális hardverként használták őket biológiai AVS-ekhez. "Ebben a kutatásban nanoklaszterbe ágyazott mesterséges fotoreceptorokat mutatunk be, amelyek egyesítik a fotoadaptációs képességet és a körkörös polarizált fénylátást" - magyarázza Wang.
Az AVS létrehozásához a csapat egy ostyaméretű nanoklaszter fotoreceptor tömböt állított elő, amely királis ezüst nanoklaszterek és egy szerves félvezető (pentacén) heterostruktúráján alapult. A nanoklaszterek mag-héj jellege lehetővé teszi, hogy az érzékelőn belüli töltéstartályként működjenek, hogy a mesterséges fotoreceptorok vezetőképességi szintjét egy könnyű szelepmechanizmuson keresztül hangolják. Ez lehetővé teszi a fotoreceptor rendszer számára, hogy meghatározza a beeső fotonok hullámhosszát és intenzitását.
Amikor a tömbön lévő szerves félvezető anyaggal érintkezik, ligandum által segített töltésátviteli folyamat megy végbe a nanoklaszter határfelületén. A mag-héj szerkezetben lévő védő ligandumok transzdukciós útvonalat biztosítanak, amely összeköti a nanoklasztereket a szerves félvezetővel. Ez a femtoszekundumos léptékű folyamat elősegíti mind a spektrumfüggő vizuális adaptációt, mind a körkörös polarizáció felismerését.
„Kifejeztük a nanoklaszter film és a szerves félvezetők közötti egységes interfész ostyaléptékű előállítását, amely alapvető fontosságú a nanoméretű lábnyomokkal rendelkező mesterséges fotoreceptorok nagy sűrűségű integrációjához” – mondja Wang.
A nanoklaszter és a szerves félvezető közötti interfész biztosítja az adaptív látást, lehetővé téve több funkció elérését hangolható kinetikájával. Ezenkívül a cirkuláris polarizációs információ is megszerezhető, mivel a nanoklaszterek királisak. Mint ilyen, a csapat nanoklasztereket fejlesztett ki, amelyek egyetlen fotodetektor rendszerben egyesítik a színlátást, a fotoadaptációt és a körkörös polarizációs látást.
A sáska garnélarák hiperspektrális és polarimetriás fényérzékelőt inspirál
Ez a képesség, hogy több látásfunkciót egyetlen rendszerben egyesítsen a biológiai felismerési alkalmazásokhoz, nehezen kivitelezhető, mivel a korábbi megközelítéseknél több komponensre kellett támaszkodniuk, hogy ugyanazt a munkát végezzék, mint ennek az egyetlen opto-elektronikus rendszernek. A csapat megközelítése segíthet egyszerűbb és robusztusabb vizuális hardver felépítésében a neuromorf eszközök és a biológiai látással kapcsolatos mesterséges intelligencia hardverekhez.
„A mesterséges nanoklaszter fotoreceptorok több vizuális funkciót is ellátnak egyetlen egységcellában” – mondja Hanlin. „Egyébként a fotoadaptáció 0.45 másodpercen belül kiváltható és végrehajtható, 99.75%-os pontossággal. Ez a legmagasabb teljesítmény a meglévő szakirodalomhoz képest, és felülmúlja az emberi vizuális rendszereket – ami körülbelül 1 perc”.
Ezt követően a kutatók arra törekednek, hogy a fotoadaptáció kapcsolási sebességét 0.45 s fölé növeljék a nanoklaszter/szerves félvezető interfészen. „A jövőben meg fogjuk vizsgálni a töltésátviteli dinamika jellemzőit, és gyorsabb nanoklaszterbe ágyazott neuromorf rendszereket állítunk elő” – összegzi Wang.
- SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Erősítse meg magát. Hozzáférés itt.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
- PlatoESG. Carbon, CleanTech, Energia, Környezet, Nap, Hulladékgazdálkodás. Hozzáférés itt.
- PlatoHealth. Biotechnológiai és klinikai vizsgálatok intelligencia. Hozzáférés itt.
- Forrás: https://physicsworld.com/a/shrimp-inspired-nanoclusters-enable-multifunctional-artificial-vision-systems/
- :van
- :is
- :nem
- 1
- 10
- 16
- 160
- a
- képesség
- Képes
- Rólunk
- AC
- Akadémia
- pontosság
- Elérése
- elért
- elérése
- törvény
- alkalmazkodás
- adaptív
- Ezen kívül
- címzett
- AI
- cél
- algoritmusok
- Princessz fűző
- lehetővé teszi, hogy
- Is
- an
- elemzés
- és a
- bármilyen
- Alkalmazás
- alkalmazások
- megközelítés
- megközelít
- VANNAK
- területek
- körül
- Sor
- mesterséges
- mesterséges intelligencia
- AS
- At
- megkísérelt
- autonóm
- autonóm járművek
- alapján
- alapvető
- BE
- mert
- válik
- óta
- viselkedés
- hogy
- között
- Túl
- test
- mindkét
- épít
- by
- kamerák
- TUD
- képesség
- elfog
- autó
- sejt
- kihívást
- Változások
- változó
- jellemzők
- díj
- körlevél
- kettyenés
- munkatársai
- össze
- kereskedelemben
- kompakt
- képest
- bonyolult
- alkatrészek
- számítástechnika
- arra a következtetésre jut
- figyelembe vett
- folytatás
- Átalakítás
- tudott
- társaik
- teremt
- készítette
- létrehozása
- attól
- tervek
- Határozzuk meg
- fejlett
- Eszközök
- nehéz
- do
- álom
- vezetés
- két
- dinamika
- hatások
- lehetővé
- lehetővé téve
- energia
- megalapozott
- példa
- kiváló
- létező
- Elmagyarázza
- Szemek
- arc
- arcfelismerő
- megkönnyíti
- gyorsabb
- megvalósítható
- tett
- Film
- megállapítások
- A
- ból ből
- front
- funkció
- funkciók
- alapvető
- jövő
- ad
- kellett
- nehezebb
- hardver
- Legyen
- tekintettel
- segít
- Magas
- legnagyobb
- azonban
- http
- HTTPS
- emberi
- Az emberek
- kép
- képek
- Leképezés
- in
- incidens
- Beleértve
- Növelje
- növekvő
- információ
- beszívott
- integráció
- Intelligencia
- szándékolt
- kamat
- Felület
- értelmez
- bele
- vizsgálja
- kérdés
- kérdések
- ITS
- Munka
- jpg
- Törvény
- balra
- kevesebb
- szint
- szintek
- fény
- mint
- linkek
- irodalom
- Sok
- gép
- KÉSZÍT
- Gyártás
- sok
- anyag
- anyagok
- max-width
- eszközök
- mechanizmus
- fém
- több
- sok
- többszörös
- Természetes
- Természet
- következő generációs
- Most
- kapott
- of
- ajánlat
- gyakran
- on
- csak
- nyitva
- or
- organikus
- felülmúlja
- útvonal
- észlelés
- Teljesít
- teljesítmény
- teljesített
- Fotonok
- fizikai
- Fizika
- Fizika Világa
- Hely
- Plató
- Platón adatintelligencia
- PlatoData
- Népszerű
- birtokol
- be
- előző
- folyamat
- gyárt
- biztató
- ingatlanait
- Védő
- ad
- biztosít
- amely
- Kvantum
- Az árak
- elérése
- Reagál
- igazi
- real-time
- új
- elismerés
- támaszkodnak
- maradt
- Jelentő
- szükség
- kutatás
- kutatók
- Reagálni
- válasz
- jobb
- Emelkedik
- erős
- s
- azonos
- azt mondja,
- tudományos
- tudósok
- lát
- félvezető
- Félvezetők
- érzékelők
- számos
- kellene
- garnélarák
- Ezüst
- egyszerűbb
- egyszerre
- egyetlen
- helyzet
- jókora
- Méret
- Spektrális
- csúcs-
- struktúra
- ilyen
- szintetikus
- rendszer
- Systems
- tart
- feladatok
- csapat
- megmondja
- mint
- hogy
- A
- A jövő
- a világ
- azok
- Őket
- akkor
- Ott.
- Ezek
- ők
- dolgok
- ezt
- fenyegetések
- Keresztül
- miniatűr
- idő
- nak nek
- Ma
- átruházás
- váltott
- igaz
- dallam
- egység
- upon
- us
- használ
- használt
- használ
- segítségével
- szelep
- Járművek
- látomás
- látási rendszerek
- vizuális
- wang
- we
- JÓL
- amikor
- ami
- lesz
- val vel
- belül
- világ
- év
- zephyrnet