Исследование обеспечивает значительный прогресс в области искусственного интеллекта и визуальных вычислений, а также знакомит с практическими приложениями, такими как расширенные возможности камеры смартфона.
Исследователи продвигают оптические вычисления, в которых вместо традиционных электронных компонентов используются фотоны, для разработки более быстрых и энергоэффективных вычислительных систем. Эти системы потенциально могут улучшить обработку визуальной информации за счет одновременной и параллельной обработки. Оптические вычисления исторически боролись с достижением нелинейных ответов, необходимых для таких приложений, как искусственный интеллект.
Текущие исследования сосредоточены на разработке нелинейных материалов и устройств, для эффективного функционирования которых требуется значительное количество света. Проблемы включали необходимость в мощных лазерах, медленную обработку из-за поглощения света и использование материалов, которые не являются светоэффективными. Исследование Калифорнийского института наносистем (CNSI) в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе представляет устройство, которое решает эти проблемы. Устройство имеет небольшой набор прозрачных пикселей, способных создавать быстрый, широкополосный, нелинейный отклик при использовании маломощного окружающего света. Исследование подчеркивает практическое применение этого technology— интеграция устройства с камерой смартфона для уменьшения бликов изображения.
Команда подчеркнула важность разработки эффективных, быстрых нелинейностей с низкими потерями для удовлетворения потребностей визуальных вычислений. Потенциальные применения этой технологии широки: от улучшенного распознавания в автономных транспортных средствах до передовых методов шифрования изображений. Одним из существенных преимуществ нового устройства является его способность обрабатывать изображения напрямую, не преобразовывая их в цифровые сигналы, тем самым ускоряя время обработки и сокращая объем данных, отправляемых в облако. Это может позволить создавать изображения с более высоким разрешением и более точно собирать информацию о расположении объектов и спектрах окружающего света.
Само устройство компактно и состоит из квадратной прозрачной плоскости площадью 1 см, выполненной из тонкой 2D-пленки. полупроводник материал в сочетании с жидким кристаллом и массивом электродов. Эта установка позволяет каждому из 10,000 XNUMX пикселей выборочно затемняться под воздействием окружающего света, достигая резкого изменения прозрачности при минимальном входе фотонов. Это открывает новые пути для технологий визуализации и зондирования с высоким разрешением, делая их более доступными и эффективными. Исследователи воодушевлены будущими приложениями и потенциалом этой технологии, позволяющим выйти за рамки фундаментальных исследований и перейти к реальным приложениям. Это сотрудничество знаменует собой значительный шаг вперед в области оптических вычислений и обещает дальнейшие достижения в этой области.