محققان ابزاری را طراحی کرده‌اند که از سلول های مغزی مورد استفاده در بینایی انسان تقلید می کند

جیان توماس، استادیار مرکز فناوری علوم نانو UCF و گروه علوم و مهندسی مواد می گوید: "این یک گام کوچک به سوی توسعه رایانه های شبیه عصب است که پردازنده هایی کامپیوتری با قابلیت همزمان پردازش اطلاعات و به خاطر سپاری آن‌ها هستند." این می‌تواند زمان پردازش و همچنین انرژی مورد نیاز برای پردازش را کاهش دهد. در آینده، این اختراع ممکن است به ساخت ربات‌هایی کمک کند که مانند انسان فکر کنند.

هواپیمای بدون سرنشینی را تصور کنید که بتواند بدون راهنمایی به مناطق کوهستانی پرواز کند و کوهنوردان گمشده را پیدا کند. امروزه دشوار است زیرا این هواپیماهای بدون سرنشین برای شناسایی آنچه با دوربین خود اسکن می‌کنند نیاز به اتصال به سرورهای از راه دور دارند. دستگاه جدید هواپیماهای بدون سرنشین را واقعا خودکار می کند زیرا می تواند دقیقاً مانند یک انسان ببیند.

تحقیقات قبلی دوربینی را ایجاد کرده اند که تصویر را ضبط کرده و آن را به یک سرور ارسال می کند تا بررسی شود، اما این گروه دستگاهی واحد ایجاد کردند که چشم و مغز را با هم تقلید می کند؛ می تواند تصویر را مشاهده کند و آن را تشخیص دهد.

ترفند نوآورانه، رشد نقاط کوانتومی پروسکایت حساس به نور در مقیاس نانو، روی گرافن نانومواد ضخیم اتمی دو بعدی، بود. این ترکیب به ذرات جاذب نور اجازه می دهد تا نور را دریافت کنند، آن را به بارهای الکتریکی تبدیل کنند که مستقیم به گرافن منتقل شده‌اند. کل فرایند در یک فیلم بسیار نازک ، تقریباً یک ده هزارم ضخامت تار موی انسان اتفاق می افتد.

به دلیل ماهیت این ابرساختار، آن یک اثر حافظه با کمک نور را نشان می دهد. این اثر شبیه به سلول‌های مغزی مرتبط با بینایی انسان است. سیناپس‌های نوری که ما تولید کردیم برای محاسبات، شبیه اعصاب بسیار مهم است. این نوع از ابرساختارها به طور قطع منجر به مسیرهای جدیدی در توسعه دستگاه های اپتوالکترونیکی بسیار نازک خواهد شد.

چنین ویژگی هایی همچنین می تواند برای کمک به دید سربازان در میدان نبرد استفاده شود. علاوه بر این، این دستگاه می‌تواند یک تصویر را همراه با مصرف انرژی بسیار کم، حس کند ، تشخیص دهد و بازسازی کند و این باعث می‌شود تا بتواند در طولانی مدت در کاربردهای میدانی مورد استفاده قرار گیرد.

انجام محاسبات شبیه به عصب یک هدف دیرینه‌‌ي دانشمندان است که در آن کامپیوترها می توانند همانند مغز انسان، همزمان پردازش و ذخیره‌ی اطلاعات را انجام دهند؛ به عنوان مثال بینایی را میسر کند. در حال حاضر رایانه ها اطلاعات را در مکان های جداگانه ذخیره و پردازش می کنند که در نهایت عملکرد آ‌ن‌ها محدود می شود.

توماس گفت: برای سنجش توانایی دستگاه در دیدن اشیاء از طریق محاسبات شبیه به عصب، محققان از آن در آزمایش‌های تشخیص چهره استفاده کردند.

توماس گفت: "آزمایش تشخیص چهره یک آزمایش مقدماتی برای بررسی محاسبات عصبی-بینایی ما بود. از آنجا که دستگاه ما از سلول‌های مغزی مرتبط با بینایی تقلید می‌کند، تشخیص چهره یکی از مهمترین آزمایش ها برای بلوک ساختمان عصبی ما است."

آن‌ها دریافتند که دستگاهشان قادر است تصویرهای صورت چهار نفر مختلف را با موفقیت تشخیص دهد.

محققان گفتند که قصد دارند همکاری خود را برای ارتقا دستگاه از جمله استفاده از آن برای توسعه یک سیستم مداری ادامه دهند.