La ricerca apporta progressi significativi nell’intelligenza artificiale e nel visual computing e introduce anche applicazioni pratiche, come funzionalità migliorate della fotocamera degli smartphone.
I ricercatori stanno facendo progressi nel calcolo ottico, che utilizza fotoni invece dei tradizionali componenti elettronici, per sviluppare sistemi informatici più veloci ed efficienti dal punto di vista energetico. Questi sistemi potrebbero potenzialmente migliorare l’elaborazione delle informazioni visive attraverso l’elaborazione simultanea e parallela. Il calcolo ottico ha storicamente lottato per ottenere risposte non lineari, essenziali per applicazioni come l’intelligenza artificiale.
La ricerca attuale si concentra sullo sviluppo di materiali e dispositivi non lineari che richiedono una quantità significativa di luce per funzionare in modo efficace. Le sfide includono la necessità di laser ad alta potenza, la lavorazione lenta a causa dell’assorbimento della luce e l’uso di materiali che non sono efficienti dalla luce. Uno studio del California NanoSystems Institute (CNSI) dell’UCLA presenta un dispositivo che affronta questi problemi. Il dispositivo è dotato di una piccola serie di pixel trasparenti in grado di produrre una risposta veloce, a banda larga e non lineare utilizzando una luce ambientale a bassa potenza. La ricerca ne evidenzia un’applicazione pratica la tecnologia—integrazione del dispositivo con la fotocamera di uno smartphone per ridurre i riflessi dell'immagine.
Il team ha sottolineato l'importanza di sviluppare nonlinearità efficienti, veloci e con basse perdite per soddisfare le esigenze del visual computing. Le potenziali applicazioni di questa tecnologia sono ampie e vanno dal rilevamento avanzato nei veicoli autonomi alle tecniche avanzate di crittografia delle immagini. Un vantaggio significativo del nuovo dispositivo è la sua capacità di elaborare direttamente le immagini senza convertirle in segnali digitali, accelerando così i tempi di elaborazione e riducendo i dati inviati al cloud. Ciò potrebbe consentire la produzione di immagini ad alta risoluzione e l’acquisizione di informazioni più precise sulla disposizione degli oggetti e sugli spettri di luce circostanti.
Il dispositivo stesso è compatto, costituito da un piano trasparente quadrato di 1 cm realizzato con una sottile pellicola 2D semiconduttore materiale accoppiato con cristalli liquidi e una serie di elettrodi. Questa configurazione consente a ciascuno dei 10,000 pixel di scurirsi selettivamente quando esposto alla luce ambientale, ottenendo un cambiamento drammatico nella trasparenza con un input minimo di fotoni. Ciò apre nuove strade per le tecnologie di imaging e rilevamento ad alta risoluzione, rendendole più accessibili ed efficienti. I ricercatori sono entusiasti delle future applicazioni e del potenziale di questa tecnologia di andare oltre la ricerca fondamentale per raggiungere applicazioni nel mondo reale. La collaborazione evidenzia un significativo passo avanti nel calcolo ottico, promettendo ulteriori progressi nel campo.