Het onderzoek boekt aanzienlijke vooruitgang op het gebied van AI en visueel computergebruik en introduceert ook praktische toepassingen, zoals verbeterde smartphonecameramogelijkheden.
Onderzoekers bevorderen optische computers, waarbij gebruik wordt gemaakt van fotonen in plaats van traditionele elektronische componenten, om snellere en energiezuinigere computersystemen te ontwikkelen. Deze systemen zouden de verwerking van visuele informatie mogelijk kunnen verbeteren door gelijktijdige, parallelle verwerking. Optische computers hebben van oudsher moeite met het bereiken van niet-lineaire reacties, essentieel voor toepassingen zoals kunstmatige intelligentie.
Huidig onderzoek richt zich op het ontwikkelen van niet-lineaire materialen en apparaten die een aanzienlijke hoeveelheid licht nodig hebben om effectief te kunnen functioneren. Uitdagingen waren onder meer de behoefte aan krachtige lasers, langzame verwerking als gevolg van lichtabsorptie en het gebruik van materialen die niet lichtefficiënt zijn. Een onderzoek door het California NanoSystems Institute (CNSI) van UCLA introduceert een apparaat dat deze problemen aanpakt. Het apparaat beschikt over een kleine reeks transparante pixels die een snelle, breedbandige, niet-lineaire respons kunnen produceren met behulp van omgevingslicht met laag vermogen. Het onderzoek benadrukt een praktische toepassing hiervan technologie—het apparaat integreren met een smartphonecamera om verblinding van het beeld te verminderen.
Het team benadrukte het belang van het ontwikkelen van efficiënte, snelle en verliesarme niet-lineariteiten om aan de eisen van visueel computergebruik te voldoen. De potentiële toepassingen van deze technologie zijn breed, variërend van verbeterde detectie in autonome voertuigen tot geavanceerde beeldversleutelingstechnieken. Een belangrijk voordeel van het nieuwe apparaat is de mogelijkheid om afbeeldingen rechtstreeks te verwerken zonder ze om te zetten in digitale signalen, waardoor de verwerkingstijd wordt versneld en de gegevens die naar de cloud worden verzonden, worden verminderd. Dit zou de productie van beelden met een hogere resolutie en nauwkeurigere informatieregistratie over objectarrangementen en de omringende lichtspectra mogelijk kunnen maken.
Het apparaat zelf is compact en bestaat uit een vierkant transparant vlak van 1 cm gemaakt uit een dunne 2D-film halfgeleider materiaal gekoppeld aan vloeibaar kristal en een reeks elektroden. Dankzij deze opstelling kan elk van de 10,000 pixels selectief donkerder worden bij blootstelling aan omgevingslicht, waardoor een dramatische verandering in transparantie wordt bereikt met minimale fotoneninvoer. Dit opent nieuwe wegen voor beeld- en detectietechnologieën met hoge resolutie, waardoor deze toegankelijker en efficiënter worden. De onderzoekers zijn enthousiast over de toekomstige toepassingen en het potentieel van deze technologie om verder te gaan dan fundamenteel onderzoek naar toepassingen in de echte wereld. De samenwerking benadrukt een belangrijke stap voorwaarts in optisch computergebruik en belooft meer vooruitgang op dit gebied.