Thị giác máy là hợp phần quan trọng nhằm phát triển công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) và lĩnh vực nghiên cứu này thu hút sự quan tâm rất lớn của cộng đồng khoa học công nghệ AI và ngành công nghiệp toàn cầu.
Những hệ thống thị giác nhân tạo tiên tiến hiện nay được
phát triển trên cơ sở các camera độ phân giải cao và mạng nơ-ron trên cơ sở phần
mềm thu thập và xử lý hình ảnh. Công nghệ này dẫn đến độ trễ thời gian đáng kể
và tiêu thụ năng lượng lớn từ các hệ thống phức tạp, cồng kềnh.
Ngoài ra, độ nhạy sáng cố định của những cảm biến hình ảnh phát
triển trên cơ sở silicon khiến thị giác nhân tạo không thể tương thích và phản ứng
chính xác trong điều kiện cực sáng hoặc thiếu sáng.
Nhược điểm nay gây ra khuyết tật thị giác do mù tức thời khi
camera chuyển từ trạng thái ánh sáng yếu sang quá sáng và ngược lại, trong tình
huống xe tự lái sẽ gây nguy hiểm đến tính mạng người dùng.
Trong những ứng dụng liên quan đến xe tự lái và các trang
thiết bị trí tuệ nhân tạo khác liên quan đến con người, phản ứng nhanh và chính
xác với môi trường xung quanh của hệ thống là vấn đề vô cùng quan trọng.
a) Sơ đồ minh họa hệ thống thị giác của con người chủ yếu bao gồm nhộng, võng mạc, dây thần kinh thị giác và vỏ não để cảm nhận và xử lý hình ảnh. b) Mảng thanh ngang và cấu trúc thiết bị của cảm biến quang điện CsFAMA (quang điện camera và mạng thần kinh phần mềm. c) ANN dựa trên mảng cảm biến thanh ngang perovskite và ứng dụng trong các nhiệm vụ nhận dạng ảnh bằng mạng thần kinh hệ thống.
Cách đây không lâu, các nhà khoa học thuộc Đại học Giao
thông Thượng Hải, Đại học Tiedao Thạch Gia Trang và Đại học Washington trong một
bản báo cáo khoa học đã giới thiệu hệ thống thị giác máy với đầy đủ chức năng, có
thể thực hiện cảm biến hình ảnh với màu sắc thực, tự tương thích ứng và có thể
thực hiện các nhiệm vụ nhận dạng bằng mạng thần kinh của chính hệ thống.
Sử dụng perovskite halogenua hữu cơ làm vật liệu quang điện tích
cực, các nhà khoa học phát hiện được, thiết bị cảm biến hiển thị các phản ứng
quang điện trên toàn bộ quang phổ nhìn thấy.
Phản ứng quang học có thể được điều chỉnh thêm bằng giải
pháp chiếu sáng tăng cường tự động hoặc điều chỉnh điện trường trên dải tần số
ánh sáng rộng.
Với khả năng cài đặt cấu hình phản ứng quang học với từng
thiết bị, mảng cảm biến có khả năng điều chỉnh chất lượng hình ảnh tương ứng
trong môi trường ánh sáng chói lóa hoặc ánh sáng yếu.
Quan trọng hơn, khả năng phản ứng quang học có thể điều chỉnh
được của cảm biến perovskite có thể hoạt động như trọng lượng khớp thần kinh (cường
độ hoặc biên độ kích hoạt hai tế bào thần kinh kết nối) có thể điều chỉnh. Biến
chính mảng cảm biến thành mạng thần kinh, tăng cường độ chính xác khả năng nhận
dạng đối tượng của hệ thống thị giác máy theo thời gian thực.
Đây là bản báo cáo công nghệ đầu tiên trên thế giới về hệ thống
phần cứng thị giác máy đóng gói hoàn chỉnh. Kết quả này thực sự là một công
trình nghiên cứu có ý nghĩa lớn trong sự phát triển thế hệ tiếp theo các thành
phần mạch cơ bản và mô hình máy tính mới.
Công nghệ mới sẽ thúc đẩy nhanh quá trình ứng dụng các
phương tiện không người lái và robot vào cuộc sống hàng ngày của con người.
Một phát hiện thú vị nữa là mạng lưới thần kinh cảm biên,
phát triển trên cơ sở vật liệu perovskite hoạt động trên cơ chế di chuyển ion nội,
được cho là bất lợi với các ứng dụng xác định hình ảnh và hấp thu năng lượng mặt
trời.
Jinjin Zhao, cộng tác viên của công trình nghiên cứu cho biết:
“Nó giống như việc biến rác thành châu báu”. Từ kết quả đáng khích lệ của
nghiên cứu này, các nhà khoa học vật liệu và kỹ sư điện tiếp tục phát triển
thêm nhiều ứng dụng đa dạng, ứng dụng trong cuộc sống.”