Un gruppo di ricercatori della Tokyo University of Science ha messo a punto una sinapsi artificiale in grado di riconoscere i colori con una precisione comparabile a quella dell’occhio umano, senza bisogno di alcuna fonte di alimentazione esterna. Questa innovazione si basa su un dispositivo ottico autoalimentato che utilizza l’energia della luce ambientale per eseguire operazioni logiche e distinguere tonalità cromatiche in tempo reale. Il risultato è un sistema estremamente efficiente, che potrebbe rivoluzionare il campo della visione artificiale, aprendo la strada a tecnologie più sostenibili e adatte a un’ampia gamma di applicazioni, dai droni ai dispositivi medicali portatili.
Una sinapsi artificiale ispirata al sistema visivo umano
Presentato sulla rivista Scientific Reports, il progetto nasce dall’osservazione del funzionamento del sistema visivo umano, noto per la sua efficienza nel filtrare solo le informazioni visive rilevanti, evitando di processare ogni dettaglio e consumando così pochissima energia. Questo meccanismo è stato preso come modello per sviluppare una sinapsi artificiale capace di svolgere operazioni logiche direttamente alla fonte, ovvero durante la ricezione della luce.
Il dispositivo si basa su due celle solari sensibilizzate da coloranti (DSSC), ciascuna progettata per rispondere a precise lunghezze d’onda della luce visibile. Quando esposte alla luce, queste celle generano una risposta elettrica bipolare: una tensione positiva per la luce blu e una negativa per quella rossa.
Questo meccanismo consente alla sinapsi di distinguere con estrema precisione diverse tonalità di colore e, contemporaneamente, di eseguire operazioni logiche fondamentali per il riconoscimento visivo.
La risoluzione raggiunta è di 10 nanometri, un dettaglio molto vicino a quello della visione umana. Inoltre, integrata in una rete di calcolo fisico, la sinapsi ha dimostrato di riconoscere movimenti umani rappresentati da combinazioni di rosso, verde e blu con un’accuratezza dell’82% usando una sola unità.
Energia solare e applicazioni a basso consumo per la visione artificiale
Uno degli aspetti più rivoluzionari di questa sinapsi artificiale è la sua completa autonomia energetica. Il sistema funziona esclusivamente grazie all’energia solare, senza necessità di batterie o alimentazione esterna, rendendolo estremamente adatto a dispositivi mobili o situazioni in cui il risparmio energetico è fondamentale.
Questa caratteristica lo rende un candidato ideale per una vasta gamma di applicazioni: dai droni e veicoli autonomi che necessitano di sistemi di visione leggeri e poco energivori, fino agli smartphone di nuova generazione e ai dispositivi medici portatili, dove l’efficienza e la durata della batteria sono cruciali.
Oltre a migliorare il riconoscimento di segnali visivi in ambito urbano, come semafori o pedoni, la sinapsi potrebbe essere integrata in tecnologie di realtà aumentata e virtuale, offrendo un’elaborazione visiva più efficiente e sostenibile.
Il professor Takashi Ikuno, responsabile del progetto, ha sottolineato come l’obiettivo sia sviluppare tecnologie di visione artificiale che siano allo stesso tempo compatte, precise e a basso consumo energetico.
