突破性的光学传感器模仿人眼,是迈向更好人工智能的关键一步

俄勒冈州立大学的研究人员正在研究一种新型的光学传感器,这种传感器更接近人眼感知视野变化的能力。


该传感器是图像识别、机器人和人工智能等领域的重大突破。OSU工程学院的研究员约翰·拉布拉姆和研究生Cinthya Trujillo Herrera的发现发表在今天的《应用物理快报》上。电子工程和计算机科学助理教授拉布拉姆说,以前尝试制造人眼类型的设备,称为视晶传感器,都依赖于软件或复杂的硬件。但是,这种新型传感器的工作是其基本设计的一部分,它使用超薄的钙钛矿半导体层——近年来人们对其太阳能潜力进行了广泛研究——当置于光线下时,这种材料会从坚固的电绝缘体变为坚固的导体。


拉布拉姆说:“你可以把它想象成一个像素来做一些目前需要微处理器的事情,”拉布拉姆说,他在国家科学基金会的支持下领导这项研究工作。拉布拉姆说,新的传感器可能与神经形态计算机完美匹配,后者将为下一代人工智能应用提供动力,如自动驾驶汽车、机器人和高级图像识别。与传统的计算机不同,传统的计算机以一系列指令顺序处理信息,神经形态计算机被设计成模拟人脑的大规模并行网络。拉布拉姆说:“人们试图在硬件上复制这种技术,并取得了相当成功。”然而,尽管用于处理信息的算法和体系结构越来越像人脑,但这些系统接收到的信息仍然是为传统计算机设计的。”


换言之:为了充分发挥其潜力,一台“思考”更像人脑的计算机需要一个更像人眼“看”的图像传感器。眼睛是一个非常复杂的器官,它含有大约1亿个感光细胞。然而,视神经与大脑只有100万个连接。这意味着在图像传输之前,视网膜必须进行大量的预处理和动态压缩。拉布拉姆说,事实证明,我们的视觉对检测运动物体特别适应,对静态图像相对“不感兴趣”。因此,我们的光学电路优先考虑光感受器检测光强度变化的信号——你可以通过盯着一个固定点,直到你的周边视觉中的物体开始消失,这种现象被称为Troxler效应。


2020-12-09