Nghiên cứu này tạo ra những tiến bộ đáng kể trong AI và điện toán hình ảnh, đồng thời giới thiệu các ứng dụng thực tế, chẳng hạn như khả năng nâng cao của camera trên điện thoại thông minh.
Các nhà nghiên cứu đang cải tiến điện toán quang học, sử dụng photon thay vì các linh kiện điện tử truyền thống, để phát triển các hệ thống máy tính nhanh hơn và tiết kiệm năng lượng hơn. Các hệ thống này có khả năng cải thiện việc xử lý thông tin hình ảnh thông qua xử lý song song, đồng thời. Điện toán quang học trong lịch sử đã phải vật lộn để đạt được phản hồi phi tuyến, điều cần thiết cho các ứng dụng như trí tuệ nhân tạo.
Nghiên cứu hiện tại tập trung vào phát triển các vật liệu và thiết bị phi tuyến đòi hỏi lượng ánh sáng đáng kể để hoạt động hiệu quả. Những thách thức bao gồm nhu cầu sử dụng tia laser công suất cao, xử lý chậm do hấp thụ ánh sáng và sử dụng vật liệu không tiết kiệm ánh sáng. Một nghiên cứu của Viện Hệ thống nano California (CNSI) tại UCLA giới thiệu một thiết bị giải quyết những vấn đề này. Thiết bị này có một mảng nhỏ các pixel trong suốt có khả năng tạo ra phản hồi phi tuyến nhanh, băng thông rộng bằng cách sử dụng ánh sáng xung quanh năng lượng thấp. Nghiên cứu nêu bật ứng dụng thực tế của phương pháp này công nghệ—tích hợp thiết bị với camera của điện thoại thông minh để giảm độ chói của hình ảnh.
Nhóm nghiên cứu nhấn mạnh tầm quan trọng của việc phát triển các tính phi tuyến hiệu quả, nhanh và tổn thất thấp để đáp ứng nhu cầu tính toán trực quan. Các ứng dụng tiềm năng của công nghệ này rất rộng, từ cảm biến nâng cao trong xe tự hành đến các kỹ thuật mã hóa hình ảnh tiên tiến. Một ưu điểm đáng kể của thiết bị mới là khả năng xử lý hình ảnh trực tiếp mà không cần chuyển đổi sang tín hiệu số, từ đó đẩy nhanh thời gian xử lý và giảm lượng dữ liệu gửi lên đám mây. Điều này có thể cho phép tạo ra những hình ảnh có độ phân giải cao hơn và thu thập thông tin chính xác hơn về cách sắp xếp vật thể và quang phổ ánh sáng xung quanh.
Bản thân thiết bị này rất nhỏ gọn, bao gồm một mặt phẳng trong suốt hình vuông có cạnh 1 cm được làm từ một màng mỏng 2D. bán dẫn vật liệu kết hợp với tinh thể lỏng và một dãy điện cực. Thiết lập này cho phép mỗi pixel trong số 10,000 pixel tối đi một cách có chọn lọc khi tiếp xúc với ánh sáng xung quanh, đạt được sự thay đổi đáng kể về độ trong suốt với lượng photon đầu vào tối thiểu. Điều này mở ra những con đường mới cho các công nghệ cảm biến và hình ảnh có độ phân giải cao, giúp chúng dễ tiếp cận và hiệu quả hơn. Các nhà nghiên cứu rất vui mừng về các ứng dụng trong tương lai và tiềm năng của công nghệ này vượt xa nghiên cứu cơ bản để ứng dụng vào thế giới thực. Sự hợp tác nêu bật một bước tiến đáng kể trong điện toán quang học, hứa hẹn nhiều tiến bộ hơn trong lĩnh vực này.