Ученый RMIT PhD и изучение Первого автора Тиха Аунг осматривает устройство нейроморфного видения команды. Кредит: Уилл Райт, Университет RMIT
Инженеры в Университете RMIT изобрели небольшое «нейроморфное» устройство, которое обнаруживает движение рук, хранит воспоминания и обрабатывает информацию, такую как человеческий мозг, без необходимости во внешнем компьютере.
Результаты опубликованы в журнале Усовершенствованные материалы технологииПолем
Лидер команды профессор Сумит Валия сказал, что инновация ознаменовала шаг к тому, чтобы обеспечить мгновенную визуальную обработку в автономных транспортных средствах, передовой робототехнике и других приложениях следующего поколения для улучшения человеческого взаимодействия.
«Системы нейроморфного зрения предназначены для использования аналогичной обработки для нашего мозга, что может значительно уменьшить количество энергии, необходимой для выполнения сложных визуальных задач по сравнению с цифровыми технологиями, используемыми сегодня»,-сказал Валия, директор Центра RMIT по опто-электронным материалам и датчикам (COMA).
Работа объединяет нейроморфные материалы и передовую обработку сигналов, возглавляемая профессором Акрамом аль-Хурани, заместителем директора COMA.
Устройство содержит металлическое соединение, известное как дисульфид молибдена (MOS2).
В своем последнем исследовании команда показала, как дефекты атомного масштаба в этом соединении можно использовать, чтобы запечатлеть свет и обрабатывать его как электрические сигналы, например, как нейроны работают в нашем мозге.
«Это устройство подтверждения концепции имитирует способность человека захватывать свет и способность мозга обрабатывать эту визуальную информацию, позволяя ему мгновенно почувствовать изменение в окружающей среде и создавать воспоминания без необходимости использовать огромные объемы данных и энергии»,-сказала Валия.
«Текущие цифровые системы, напротив, очень жаждут власти и не могут быть в курсе объема данных и увеличения сложности, что ограничивает их способность принимать« истинные »решения в реальном времени».
Валия и Аль-Хурани-соответствующие авторы исследования, а г-н Тиха Аунг, доктор философии. Ученый в RMIT, первый автор. RMIT подал временный патент на работу.
Увидеть будущее в волне руки
Во время экспериментов устройство обнаружило изменения в движении размахивания руки, без необходимости захватывать рамку событий по кадру. Это известно как обнаружение краев, которое требует значительно меньшей обработки данных и мощности.
Как только изменения были обнаружены, устройство сохранило эти события как воспоминания, как мозг.
Исследователи провели эксперименты в спектре, видимом человеческому глазу, который основан на предыдущих нейроморфных исследованиях команды в ультрафиолетовом домене.
«Мы продемонстрировали, что атомно тонкий дисульфид молибдена может точно воспроизвести поведение нейронов интегрированного и огня (LIF), фундаментальный строительный блок разоблачения нейронных сетей»,-сказал Тиха.
Прошлая УФ -работа включала только обнаружение, создание памяти и обработку неподвижных изображений. Как на видимом спектре, так и в УФ-устройствах можно было сбросить воспоминания, чтобы устройства были готовы выполнить следующую задачу.
Потенциальные приложения
Инновация команды может однажды улучшить время отклика автоматизированных транспортных средств и передовых роботизированных систем на визуальную информацию, что может иметь решающее значение, особенно в опасных и непредсказуемых условиях.
«Нейроморфное зрение в этих приложениях, которое еще много лет, может обнаружить изменения в сцене почти мгновенно, без необходимости обработки большого количества данных, что обеспечивает гораздо более быстрый ответ, который может спасти жизни», — сказала Валия.
«Для роботов, работающих в тесном сотрудничестве с людьми в производстве или в качестве личного помощника, нейроморфные технологии могут обеспечить более естественное взаимодействие, распознавая и реагируя на поведение человека с минимальной задержкой»,-сказал Аль-Хурани.
Следующие шаги
В настоящее время команда увеличивает однопиксельное устройство для проверки концепции до более крупного пиксельного массива устройств на основе MOS2.
«В то время как наша система имитирует определенные аспекты нейронной обработки мозга, особенно в зрении, это все еще упрощенная модель», — сказала Валия. «Мы будем оптимизировать устройства для выполнения конкретных реальных приложений с более сложными задачами зрения, а также еще больше снизить энергопотребление».
Команда планирует разработать гибридные системы, которые интегрируют свои аналоговые технологии с обычной цифровой электроникой.
«Мы рассматриваем нашу работу как дополнительную для традиционных вычислений, а не замену», — добавила Валия. «Обычные системы преуспевают во многих задачах, в то время как наша нейроморфная технология дает преимущества для визуальной обработки, где энергоэффективность и работа в реальном времени имеют решающее значение».
Команда также исследует материалы, отличные от MOS2, которые могут расширить возможности в инфракрасные основы, что может позволить отслеживать глобальные выбросы в реальном времени и интеллектуальное восприятие загрязняющих веществ, таких как токсичные газы, патогенные микроорганизмы и химические вещества.
Больше информации:
Thiha Aung et al., Фотоактивный монослой MOS2 для просмотра нейронных сетей включает приложения машинного зрения, Усовершенствованные материалы технологии (2025). Два: 10.1002/admt.202401677
Информация журнала:
Технологии передовых материалов, предоставленные Университетом RMIT
Цитирование: Крошечное устройство обрабатывает движение рук в режиме реального времени, хранение визуальных воспоминаний с эффективностью, похожей на мозг (2025, 12 мая), извлеченные 13 мая 2025 года из этого документа, подвергается авторским праву. Помимо каких -либо справедливых сделок с целью частного исследования или исследования, никакая часть не может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только для информационных целей.
