人腦所處理的信息，超過(guò)80%都是通過(guò)眼睛獲得的，而視覺(jué)系統的信息處理能力，又很大程度上依賴(lài)于視網(wǎng)膜的結構和功能。因此，構建出***個(gè)可以媲美人眼、能夠同步進(jìn)行信息探測和處理功能的視網(wǎng)膜傳感器——或者說(shuō)，真實(shí)模仿自然界生物的眼睛，***直是許多工程師的夢(mèng)想。
 
美***俄勒岡州立大學(xué)在新型光學(xué)傳感器研發(fā)上取得重大進(jìn)展。他們開(kāi)發(fā)出***種新型光學(xué)傳感器，可更逼真地模仿人眼感知物體變化的能力。這***成果有望帶來(lái)圖像識別、機器人技術(shù)和人工智能等領(lǐng)域的重大突破。
 
光學(xué)傳感器是***種傳感器，是依據光學(xué)原理進(jìn)行測量的，它有許多優(yōu)點(diǎn)，如非接觸和非破壞性測量、幾乎不受干擾、高速傳輸以及可遙測、遙控等。主要包括***般光學(xué)計量?jì)x器、激光干涉式、光柵、編碼器以及光纖式等光學(xué)傳感器及儀器。在設計上主要用來(lái)檢測目標物是否出現，或者進(jìn)行各種工業(yè)、汽車(chē)、電子產(chǎn)品和零售自動(dòng)化的運動(dòng)檢測。

目前的信息處理算法和體系結構變得越來(lái)越像人的大腦，但信息接收的方式仍是為傳統計算機設計的。為了發(fā)揮其全部潛能，更像人腦那樣“思考”的計算機需要更像人眼那樣“看”的圖像傳感器。
 
人眼包含約1億個(gè)感光器，但視神經(jīng)與大腦的連接只有***百萬(wàn)個(gè)，因此在傳輸圖像之前，必須在視網(wǎng)膜中進(jìn)行大量的預處理和動(dòng)態(tài)壓縮。
 
傳統的傳感技術(shù)，如數碼相機和智能手機中的芯片，更適合順序處理。每個(gè)傳感器都會(huì )產(chǎn)生***個(gè)幅度隨其接收的光強度而變化的信號，這意味著(zhù)靜態(tài)圖像會(huì )使傳感器產(chǎn)生較為恒定的輸出電壓。
 
在新型視網(wǎng)膜形態(tài)傳感器中，利用了鈣鈦礦的獨特光電性能。鈣鈦礦置于厚度僅幾百納米的超薄層中充當電容器，在光照下，它會(huì )從電絕緣體變?yōu)閷w。因此傳感器在靜態(tài)條件下保持相對安靜，當檢測到光照變化時(shí)，會(huì )記錄***個(gè)短而尖銳的信號，然后迅速恢復到其基線(xiàn)狀態(tài)。
 
研究人員通過(guò)模擬***系列視網(wǎng)膜形態(tài)傳感器，以預測視網(wǎng)膜形態(tài)攝像機如何響應輸入刺激。例如，在棒球練習的模擬演示中，內場(chǎng)球員顯示為清晰可見(jiàn)、明亮的運動(dòng)物體，而看臺等相對靜止的物體逐漸消失。
 
研究人員還可將任何視頻輸入這些模擬，并以與人眼基本相同的方式處理信息。比如讓機器人用這些傳感器來(lái)跟蹤目標的運動(dòng)，其視野中的任何靜止狀態(tài)都不會(huì )引起響應，***旦目標發(fā)生運動(dòng)，則會(huì )產(chǎn)生高壓，立即告訴機器人目標的位置，而無(wú)需進(jìn)行任何復雜的圖像處理。
 
此外，這種新型傳感器還能與神經(jīng)形態(tài)計算機完美匹配。神經(jīng)形態(tài)計算機與傳統計算機不同，是***種模擬人腦的大規模并行網(wǎng)絡(luò )，為用于自動(dòng)駕駛汽車(chē)、機器人技術(shù)和高***圖像識別中的下***代人工智能提供支持。

注：文章來(lái)源于化工儀器網(wǎng)