A-Eye может видеть миллионы цветов для лучшей автоматизации

Исследователи из Северо-Восточного университета создали устройство, которое может распознавать «миллионы цветов» с помощью новых методов искусственного интеллекта. «В мире автоматизации формы и цвета являются наиболее часто используемыми элементами, по которым машина может распознавать объекты.", - говорит Кар.

Прорыв двоякий. Исследователям удалось создать двумерный материал, чьи особые квантовые свойства, будучи встроенными в оптическое окно, используемое для пропускания света в машину, могут обрабатывать богатое цветовое разнообразие с «очень высокой точностью» — то, чего не удалось специалистам в этой области. удавалось достичь раньше.

Кроме того, A-Eye способен «точно распознавать и воспроизводить «увиденные» цвета с нулевым отклонением от их исходных спектров» благодаря алгоритмам машинного обучения, разработанным группой исследователей искусственного интеллекта под руководством Сары Остадаббас, ассистента. профессор электротехники и вычислительной техники в Северо-Восточном университете. Проект является результатом уникального сотрудничества между квантовыми материалами Northeast и лабораториями расширенного познания.

Машины обычно распознают цвет, разбивая его с помощью обычных фильтров RGB (красный, зеленый, синий) на составные компоненты, а затем используют эту информацию, чтобы угадать и воспроизвести исходный цвет. Когда вы наводите цифровую камеру на цветной объект и делаете снимок, свет от этого объекта проходит через набор детекторов с фильтрами перед ними, которые дифференцируют свет в эти основные цвета RGB.

Вы можете думать об этих цветовых фильтрах как о воронках, которые направляют визуальную информацию или данные в отдельные блоки, которые затем присваивают «искусственные числа естественным цветам», — говорит Кар.

«Поэтому, если вы просто разбиваете его на три компонента [красный, зеленый, синий], есть некоторые ограничения», — говорит Кар.

Вместо фильтров Кар и его команда использовали «прозрачные окна», сделанные из уникального двумерного материала.

«Мы заставляем машину распознавать цвета совсем по-другому, — говорит Кар. «Вместо того, чтобы разбивать его на основные красные, зеленые и синие компоненты, когда цветной свет появляется, скажем, на детекторе, вместо того, чтобы просто искать эти компоненты, мы используем всю спектральную информацию. И вдобавок ко всему, мы используем некоторые методы для их изменения и кодирования, а также для их хранения различными способами. Таким образом, он предоставляет нам набор чисел, которые помогают нам распознавать исходный цвет гораздо более однозначно, чем обычным способом».

Материалы сегодня — бездисперсионное высокоточное распознавание цветов с использованием экситонных 2D-материалов и машинного обучения

реферат
Дисперсия считается фундаментальным шагом, необходимым для анализа широкополосного света. Распознавание цвета человеческим глазом, его цифровое воспроизведение с помощью камеры или подробный анализ с помощью спектрометра — все они используют дисперсию; это также неотъемлемый компонент распознавания цвета и машинного зрения. Здесь мы представляем устройство (называемое искусственным глазом или A-Eye), которое точно распознает и воспроизводит проверенные цвета без какой-либо спектральной дисперсии. Вместо этого A-Eye использует N = 3–12 пропускающих окон, каждое из которых имеет уникальные спектральные характеристики, возникающие в результате широкополосного пропускания и экситонных пиковых характеристик двумерных дихалькогенидов переходных металлов. Цветной свет, проходящий через эти окна (и модифицируемый ими) и попадающий на один фотодетектор, генерирует разные фототоки, и они использовались для создания эталонной базы данных (обучающей выборки) для 2 «видимых» и 1337 миллиона синтезированных «невидимых» цветов. «Глядя» на тестовые цвета, измененные этими окнами, A-Eye может точно распознавать и воспроизводить «видимые» цвета с нулевым отклонением от их исходных спектров и «невидимые» цвета с медианным отклонением всего ~0.55%, используя алгоритм k-NN. . A-Eye может постоянно улучшать оценку цвета, добавляя любые скорректированные догадки в свою обучающую базу данных. Точное распознавание цветов A-Eye опровергает представление о том, что дисперсия цветов является необходимым условием для идентификации цвета, и прокладывает путь к сверхнадежному распознаванию цветов машинами с упрощенной инженерией.