Ecologico, altamente efficiente e anche “dolce”. Sono diverse le caratteristiche del nuovo dispositivo di visione artificiale progettato da questo team internazionale di ricercatori, guidato dall’Università di Glasgow (Regno Unito). Un sistema che ha il potenziale per rivoluzionare diversi settori, dai dispositivi portatili alla guida autonoma, senza mai perdere di vista l’importanza della sostenibilità ambientale.
Visione artificiale, un nuovo dispositivo che guarda al cervello umano
EGOFET, Electrolyte-Gated Organic Field-Effect Transistor. Si chiama così il sistema/dispositivo di visione artificiale progettato dagli ingegneri dell’Università di Glasgow, in collaborazione con i ricercatori dell’Università statale di San Paolo (UNESP) e dell’Università metropolitana di Hong Kong.
Un dispositivo che combina tre funzioni cruciali in un microscopico spazio (si veda la foto di copertina). Oltre ad avere un sensore per la rilevazione della luce, è dotato di un sistema di elaborazione delle informazioni e anche di memorizzazione. “Il tutto in un’unica unità in grado di imitare il sistema visivo umano. Anche quando è spento, può conservare le informazioni memorizzate, una proprietà nota come non volatilità“, dicono i ricercatori.
Ma come ci riesce? In pratica, EGOFET “agisce come un fotorivelatore, producendo “picchi” di corrente che variano in risposta alle diverse lunghezze d’onda e all’intensità della luce, consentendo la programmazione di stati di memoria che possono essere ricordati dal sistema anche quando è spento“.
Inoltre è capace di gestire simultaneamente la percezione, l’elaborazione e la memorizzazione delle informazioni senza bisogno di separare queste operazioni in unità distinte, come accade nei sistemi tradizionali. In poche parole, il dispositivo agisce come una sinapsi nel cervello umano, unendo processi che normalmente sarebbero disgiunti.
Un dispositivo efficiente e anche ecologico
Altra sua innovazione è la componente “hardware“. A differenza dei tradizionali sensori basati sul silicio, che richiedono enormi quantità di energia e risorse di calcolo, EGOFET opera in modo significativamente più efficiente anche se “utilizza parti organiche, biodegradabili e riciclabili“.
Per realizzarlo, i ricercatori hanno impiegato una base in vetro, elettrodi in oro, uno strato di perilene (un materiale organico fotosensibile) e uno strato di miele, utilizzato come elettrolita. Questa combinazione non solo conferisce al dispositivo un’alta efficienza, ma lo rende anche ecocompatibile.
Grazie alla sua configurazione, il dispositivo consuma soltanto 2.4 picojoule per ogni “spike” (impulso elettrico) generato. Per fare un paragone, i tradizionali sistemi CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) necessitano di milioni di volte più energia per ottenere gli stessi risultati.
Oltre la visione artificiale: dalla guida autonoma all’elettronica bioispirata
Questa straordinaria efficienza energetica potrebbe aprire la strada a nuovi sviluppi nella progettazione di sistemi di visione artificiale che possano operare in modo più ecologico e ridurre i consumi energetici.
Un dispositivo del genere potrebbe essere applicato immediatamente in dispositivi portatili, veicoli autonomi e in tutte quelle tecnologie avanzate che necessitano di un’elaborazione rapida delle informazioni visive, ma con un consumo energetico ridotto. Inoltre, il sistema potrebbe essere utilizzato “nel calcolo neuromorfico sostenibile, nell’elaborazione delle immagini e nell’elettronica bioispirata ad alta efficienza energetica“, come sottolineano i ricercatori.
Infine, la possibilità di utilizzare materiali biodegradabili e facilmente riciclabili apre la strada a una visione completamente nuova del design dei dispositivi elettronici. Quando il dispositivo non sarà più utile, i componenti organici si decomporranno naturalmente, riducendo al minimo l’impatto ambientale. Solo gli elementi in vetro e oro, materiali facilmente riciclabili, rimarranno da trattare.
