Die Forschung macht bedeutende Fortschritte in den Bereichen KI und Visual Computing und führt auch praktische Anwendungen ein, wie beispielsweise verbesserte Smartphone-Kamerafunktionen.
Forscher treiben das optische Rechnen voran, bei dem Photonen anstelle herkömmlicher elektronischer Komponenten verwendet werden, um schnellere und energieeffizientere Computersysteme zu entwickeln. Diese Systeme könnten möglicherweise die Verarbeitung visueller Informationen durch gleichzeitige, parallele Verarbeitung verbessern. Optisches Computing hatte in der Vergangenheit Schwierigkeiten, nichtlineare Reaktionen zu erzielen, die für Anwendungen wie künstliche Intelligenz unerlässlich sind.
Die aktuelle Forschung konzentriert sich auf die Entwicklung nichtlinearer Materialien und Geräte, die eine erhebliche Lichtmenge benötigen, um effektiv zu funktionieren. Zu den Herausforderungen gehörten der Bedarf an Hochleistungslasern, eine langsame Verarbeitung aufgrund der Lichtabsorption und die Verwendung von Materialien, die nicht lichteffizient sind. Eine Studie des California NanoSystems Institute (CNSI) an der UCLA stellt ein Gerät vor, das diese Probleme angeht. Das Gerät verfügt über eine kleine Anordnung transparenter Pixel, die bei Umgebungslicht mit geringer Leistung eine schnelle, breitbandige, nichtlineare Reaktion erzeugen können. Die Forschung zeigt eine praktische Anwendung davon auf Technologie– Integration des Geräts in eine Smartphone-Kamera, um Bildblendung zu reduzieren.
Das Team betonte die Bedeutung der Entwicklung effizienter, schneller und verlustarmer Nichtlinearitäten, um den Anforderungen des Visual Computing gerecht zu werden. Die potenziellen Anwendungen dieser Technologie sind breit gefächert und reichen von verbesserter Sensorik in autonomen Fahrzeugen bis hin zu fortschrittlichen Bildverschlüsselungstechniken. Ein wesentlicher Vorteil des neuen Geräts ist seine Fähigkeit, Bilder direkt zu verarbeiten, ohne sie in digitale Signale umzuwandeln, wodurch die Verarbeitungszeit beschleunigt und die an die Cloud gesendeten Daten reduziert werden. Dies könnte die Erstellung höher aufgelöster Bilder und eine präzisere Informationserfassung über Objektanordnungen und die umgebenden Lichtspektren ermöglichen.
Das Gerät selbst ist kompakt und besteht aus einer 1 cm großen quadratischen transparenten Ebene, die aus einem dünnen 2D-Film besteht Halbleiter Material gekoppelt mit Flüssigkristall und einer Reihe von Elektroden. Dieser Aufbau ermöglicht es, jedes der 10,000 Pixel selektiv abzudunkeln, wenn es Umgebungslicht ausgesetzt wird, wodurch eine dramatische Änderung der Transparenz bei minimalem Photoneneintrag erreicht wird. Dies eröffnet neue Wege für hochauflösende Bildgebungs- und Sensortechnologien und macht sie zugänglicher und effizienter. Die Forscher sind gespannt auf die zukünftigen Anwendungen und das Potenzial dieser Technologie, über die Grundlagenforschung hinaus in reale Anwendungen vorzudringen. Die Zusammenarbeit stellt einen bedeutenden Fortschritt im optischen Computing dar und verspricht weitere Fortschritte auf diesem Gebiet.