محققان NIMS یک دستگاه بینایی مصنوعی یونی ایجاد کرده است که می‌تواند کنتراست لبه‌ها را بین نواحی تیره‌تر و روشن‌تر به شیوه‌ای مشابه با دید انسان افزایش دهد.

این اولین تقلید مصنوعی از توهمات نوری انسان با استفاده از مهاجرت یونی و تعامل درون جامدات است. ممکن است بتوان از این دستگاه برای توسعه سیستم‌های سخت‌افزاری پردازش تصویر و سنجش بصری فشرده و کم‌مصرف با انرژی و قابلیت پردازش سیگنال‌های آنالوگ استفاده کرد.

بسیاری از توسعه دهندگان سیستم های هوش مصنوعی (AI) اخیراً علاقه زیادی به تحقیق در مورد سنسورهای مختلف و سیستم های پردازش اطلاعات آنالوگ با الهام از مکانیسم های حسی انسان نشان داده اند. اکثر سیستم‌های هوش مصنوعی که تحقیقات روی آن‌ها انجام می‌شود به نرم‌افزار و پیکربندی‌های مدار پیچیده، از جمله ماژول‌های پردازش سفارشی مجهز به مدارهای حسابی و حافظه نیاز دارند.این سیستم ها معایبی دارند: بزرگ هستند و انرژی زیادی مصرف می کنند.

تیم تحقیقاتی NIMS اخیراً یک دستگاه بینایی مصنوعی یونی متشکل از مجموعه‌ای از کانال‌های رسانای مختلط که در فواصل زمانی معین بر روی یک الکترولیت جامد قرار گرفته‌اند، ساخته‌اند. این دستگاه روشی را شبیه‌سازی می‌کند که نورون‌های شبکیه انسان (یعنی گیرنده‌های نور، سلول‌های افقی و سلول‌های دوقطبی) سیگنال‌های بصری را با پاسخ دادن به پالس‌های ولتاژ ورودی (معادل سیگنال‌های الکتریکی از گیرنده‌های نوری) پردازش می‌کنند. این امر باعث می‌شود یون‌های درون الکترولیت جامد (معادل یک سلول افقی) از طریق کانال‌های رسانای مختلط مهاجرت کنند، که سپس جریان کانال خروجی را تغییر می‌دهد (معادل پاسخ سلول دوقطبی).

با به کارگیری چنین مراحلی، دستگاه مستقل از نرم افزار قادر به پردازش سیگنال های تصویر ورودی و تولید تصویر خروجی با افزایش کنتراست لبه بین نواحی تیره و روشن تر به روشی مشابه روشی است که سیستم بینایی انسان می تواند کنتراست لبه را افزایش دهد.

چشم انسان علاوه بر تاریکی/روشنی، توهمات نوری مختلفی مرتبط با زاویه شیب، اندازه، رنگ و حرکت تولید می‌کند و اعتقاد بر این است که این فرآیند نقش مهمی در شناسایی بصری اجسام مختلف دارد.دستگاه بینایی مصنوعی یونی شرح داده شده در اینجا ممکن است به طور بالقوه برای بازتولید این نوع دیگر از توهمات نوری استفاده شود.

این تیم تحقیقاتی امیدوار است سیستم‌های حسگر بصری را توسعه دهند که قادر به انجام عملکردهای شبکیه انسان با ادغام دستگاه موضوع با سایر اجزاء از جمله مدارهای گیرنده نوری هستند.

201000909.055