Инженеры из Университета RMIT в Австралии разработали нейроморфное устройство, которое имитирует работу человеческого мозга, распознавая движения рук, сохраняя воспоминания и обрабатывая визуальные данные в реальном времени — без внешнего компьютера. Эта инновация обещает преобразить робототехнику, автономные транспортные средства и системы взаимодействия с человеком. Исследование, опубликованное в Advanced Materials Technologies.
Прорыв в нейроморфных технологиях
Команда профессора Сумита Валиа создала устройство на основе сверхтонкого материала — дисульфида молибдена (MoS₂). Этот материал улавливает свет и превращает его в электрические сигналы, как нейроны в мозге. Устройство работает по принципу, похожему на мозг: оно накапливает сигналы и выдает «импульсы», когда их достаточно. Благодаря этому устройство мгновенное реагирует на изменения вокруг, не тратя много энергии и времени на обработку данных.
«Это экспериментальное устройство имитирует способность человеческого глаза улавливать свет и способность мозга обрабатывать визуальную информацию, позволяя ему мгновенно ощущать изменения в окружающей среде и создавать воспоминания — без необходимости использования огромных объемов данных и энергии», — отметил Валиа, директор Центра оптоэлектронных материалов и датчиков.
В экспериментах устройство достигло 75 % точности в распознавании статических изображений после 15 циклов обучения и 80 % — в динамических задачах после 60 циклов. Оно обнаруживает движение рук через контурное восприятие, что снижает потребность в покадровой съемке и экономит энергию. Сохраненные «воспоминания» изменений сцены делают его похожим на мозг.
Будущее для робототехники и науки
Исследователи отмечают, что это огромный потенциал нейроморфных систем для создания умных, энергоэффективных технологий.
«Нейроморфная технология позволяет роботам быстрее и точнее распознавать поведение человека, что особенно важно при работе рядом с людьми — на заводах или в быту», — подчеркнул соавтор исследования Аль-Хурани
В отличие от цифровых систем, которые потребляют много энергии для обработки больших данных, устройство RMIT работает аналогово — как мозг, что делает его идеальным для задач реального времени. Это особенно важно для автономных транспортных средств, где быстрая реакция на визуальные изменения может спасти жизни.
«Нейроморфное зрение сможет обнаруживать изменения в обстановке практически мгновенно, без необходимости обработки большого количества данных — что позволит гораздо быстрее реагировать и спасать жизни», — подчеркнул Валиа.
Устройство также превосходит предыдущие УФ-системы, работая в видимом спектре и поддерживая сброс памяти для новых задач. Это открывает путь к более сложным приложениям, включая инфракрасное зрение для мониторинга выбросов или обнаружения токсинов.
«Мы рассматриваем нашу работу как дополнение к традиционным вычислениям, а не как их замену. Нейроморфная технология предлагает преимущества для визуальной обработки, где критически важны энергоэффективность и работа в реальном времени», — уточнил Валиа
По словам инженеров разработка приближает эру умных машин, способных видеть и реагировать как люди — с минимальными затратами энергии.