Зрачок из жидкого металла помогает искусственному глазу адаптироваться к внезапным изменениям освещения

Технологии компьютерного зрения — это системы на основе искусственного интеллекта (ИИ), способные захватывать, анализировать и интерпретировать визуальные данные, полученные в реальных условиях. Хотя эти системы сейчас широко используются, многие из них плохо работают в некоторых условиях освещения и при резких изменениях освещенности в захваченных сценах. Исследователи из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилле,

Университета Уэстлейка и других институтов разработали новый искусственный глаз, вдохновленный глазами человека, кошек и других животных. Этот искусственный глаз, описанный в статье, опубликованной в журнале Science Robotics, может быть использован для улучшения сенсорных возможностей роботов, передовых систем безопасности и автономных транспортных средств. «Наш проект вырос из простой проблемы: традиционные системы машинного зрения (например, камеры,

используемые в беспилотных автомобилях или роботах) с трудом справляются с резкими изменениями освещения, такими как переход от кромешной темноты к яркому солнечному свету», — рассказал Tech Xplore доктор Кун Лян, первый автор статьи. «Эти системы используют сложное оборудование и алгоритмы для

исправления переэкспозиции/размытия, что делает их медленными, энергозатратными и менее надежными. Природа решила эту проблему миллионы лет назад, поскольку глаза животных имеют адаптивные зрачки и нейронные системы, которые мгновенно подстраиваются под свет без дополнительных вычислений». Адаптивная система зрения, созданная по образцу систем зрения животных Недавняя

работа доктора Кун Ляна, доктора Боуэна Чжу, доктора Вубина Бая и их коллег вдохновлена зрачками большинства животных, в частности тем фактом, что они адаптировались к автоматической регулировке зрачков в ответ на изменения освещения. Исследователи попытались искусственно воспроизвести этот процесс адаптации, известный как зрачковый световой рефлекс с обратной связью (PLR) или адаптивный зрачковый рефлекс (APR). «Нашими основными задачами были интеграция

полусферической искусственной сетчатки с жидкометаллическими (ЖМ) модуляторами формы для искусственных нейронов и адаптивных зрачков, имитация биологического зрачкового рефлекса посредством деформации ЖМ, решение проблем переэкспозиции при интенсивном освещении в машинном зрении и достижение программируемого воспроизведения различных форм зрачков

животных для повышения адаптивности к окружающей среде и точности распознавания изображений», — сказал доктор Чжу. Разработанная этой исследовательской группой система зрения, вдохновленная природой, состоит из трех основных компонентов. Первый — это полусферическая биомиметическая сетчатка, представляющая собой, по

сути, сетку светочувствительных компонентов, которые совместно обрабатывают и передают визуальную информацию. Наконец, команда разработала адаптивный зрачок из жидкого металла, который меняет свою форму и размер в зависимости от интенсивности света. «В полусферической сетчатке используется массив фотодетекторов на основе гетероперехода In₂O₃/Y6 с 64 пикселями», — пояснил доктор Лян. «Жидкометаллические

нейроны, использующие эвтектический галлий-индий (EGaIn), обеспечивают электрохимическое управление и переключение, имитируя передачу нейронных импульсов. Ключевым нововведением является адаптивный зрачок, реализованный путем инкапсуляции жидкого металла в микроканалы из полидиметилсилоксана (PDMS), контролируемая деформация которых

осуществляется электрохимическим путем за счет синергии градиентов поверхностного натяжения и электростатических сил». Искусственный зрачок, разработанный исследователями, основан на восьми жидкометаллических актуаторах, которые можно независимо контролировать. Эти актуаторы регулируют апертуру зрачка, контролируя количество проходящего через

него света. Кроме того, эти актуаторы могут создавать зрачки различной формы, имитируя форму человеческих зрачков, а также зрачков кошек, овец, кальмаров, лягушек и различных других животных. «Эта система зрения, созданная по образцу биологических организмов, идеально воспроизводит замкнутый зрачковый рефлекс

биологических организмов», — сказал доктор Бай. «После того как биомиметическая сетчатка улавливает сильные световые сигналы, они кодируются в импульсные токи жидкометаллическими нейронами, которые заставляют жидкометаллический зрачок сужаться, уменьшая поглощение света и предотвращая переоблучение светочувствительных элементов. Когда интенсивность света уменьшается, зрачок автоматически снова расширяется, чтобы обеспечить достаточное поглощение света». На пути к более адаптивным

системам машинного зрения В ходе первоначальных испытаний разработанная командой система показала себя на удивление хорошо, имитируя процессы адаптации глаз человека и животных к свету. Примечательно, что искусственный глаз команды адаптируется к свету автономно, без вмешательства человека. «Мы представили программируемую систему зрачка LM, которая воспроизводит различные формы зрачков животных (а не только круговое расширение)», — сказал доктор Чжу. «Высокоэффективная

полусферическая сетчатка In₂O₃/Y6, которую мы продемонстрировали, обладает широкополосным откликом (365 нм–780 нм) и гибкостью, что соответствует характеристикам коммерческих фотодетекторов». «Наше решение проблемы переэкспозиции при ярком освещении, ориентированное на аппаратную часть, может повысить эффективность распознавания в системах машинного

зрения без использования сложных алгоритмов». Недавно разработанный искусственный глаз вскоре может быть использован в различных технологиях, включая роботов с разной структурой тела, беспилотные транспортные средства, медицинские средства визуализации, дроны и нейроморфные вычислительные системы. Это может сделать эти технологии более адаптивными, улучшив их

способность захватывать и анализировать изображения в реальных динамических условиях и при изменяющемся освещении. «В нашей дальнейшей работе мы планируем уменьшить размеры актуаторов/фотодетекторов на основе жидкокристаллических материалов, чтобы сократить время отклика (что

соответствует потребностям автономного вождения в реальном времени), оптимизировать материалы электролита/электрода для повышения стабильности и энергоэффективности жидкокристаллических материалов, а также улучшить фоточувствительность сетчатки», — сказал доктор Бай. «Мы также

хотим добавить больше каналов управления световодом для изучения редких форм зрачков животных в экстремальных условиях, интегрировать цветную/мультиспектральную визуализацию в сетчатку и объединить APR с тактильным/движенческим восприятием для многомодального

биоинспирированного восприятия». В рамках своих дальнейших исследований доктор Лян, доктор Чжу и Бай планируют разработать более эффективные стратегии изготовления искусственного глаза, а также попытаться уменьшить его размеры. Одновременно с этим они надеются в скором времени интегрировать свою систему машинного зрения с другими компонентами или добавить ее к существующим устройствам, роботам или транспортным средствам, чтобы оценить ее потенциал для различных реальных применений. «Мы

разработаем монолитные интегрированные системы APR с использованием микротехнологий для миниатюризации, интегрируем маломощные микроэлектронные/беспроводные модули для портативного использования и проведем испытания в реальных условиях (автономные роботы/транспортные средства с системами ADAS)», — добавили

исследователи. «Кроме того, мы хотим изучить новые 2D/перовскитные материалы для сетчатки и композиты LM-полимер для актуаторов, а также разработать алгоритмы SNN, адаптированные к импульсным сигналам системы, чтобы еще больше повысить возможности распознавания».

Зрачок из жидкого металла помогает искусственному глазу адаптироваться к внезапным изменениям освещения

Сообщает android-robot.com

Новость из рубрики: Технологии и Hi-Tech

Поделиться новостью: Поделиться новостью в Facebook Поделиться новостью в Twittere Поделиться новостью в VK Поделиться новостью в Pinterest Поделиться новостью в Reddit

Топ Новости Недели

14:17, 04 Апр "Будем продолжать адаптироваться". Павел Дуров прокомментировал блокировку Telegram в России и сравнил этот опыт с Ираном Основатель Telegram Павел Дуров, которого недавно московский суд оштрафовал на 10,5 млн рублей, прокомментировал блокировку мессенджера в России.Милл...

Штамповка металла история совершенствования процесса 02:17, 04 Фев Штамповка металла – история совершенствования процесса История штамповки металла насчитывает тысячелетия, пройдя путь от примитивных ручных методов до высокоавтоматизированных производственных процессов. ...

08:09, 27 Янв Токарные станки как основа точной обработки металла Токарные станки по праву считаются одним из ключевых видов оборудования в машиностроении и металлообработке. Их применяют как на крупных промышленных...

03:17, 21 Мар Для эффективной совместной работы человеку и искусственному интеллекту необходимо достичь когнитивного взаимопонимания В культовой серии «Звёздные войны» капитан Хан Соло и человекоподобный дроид C-3PO обладают совершенно противоположными характерами. Движимый эмоциям...

23:17, 29 Янв Крис Пратт бросает вызов искусственному интеллекту в новом фильме "Казнить нельзя помиловать" О чём фильм "Казнить нельзя помиловать" Действие происходит в недалёком будущем. Смертная казнь здесь становится обычным делом, причём и судьёй, и пр...

19:17, 28 Фев Золото крадёт шоу у валют: обезличенные счета в ВТБ выросли на 50 процентов, объем металла прибавил 16 процентов за год Число открытых обезличенных металлических счетов в ВТБ за прошлый год подскочило более чем на 40 процентов, а в январе этого года спрос вырос еще на ...

13:17, 16 Фев Правда ли, что теплая вода помогает похудеть и снять боль? Теплая вода может нести пользу, но не так, как считают многие. Кадр из сериала «Мистер Бин» В соцсетях набирает обороты новый тренд: людям советуют п...

10:17, 08 Фев Как морковь помогает улучшить зрение? Известный миф наполовину верен Морковь содержит антиоксиданты, которые помогают защищать глаза от повреждений свободными радикалами Миф о том, что морковь улучшает зрение, появился...

09:17, 11 Мар Как iPadOS 26.4 помогает находить скрытые окна приложений на iPad Многие владельцы iPad годами жаловались на ограниченную многозадачность, и Apple в iPadOS 26 наконец сняла эти рамки — теперь можно открывать сколько...

07:17, 28 Янв Аппетит к риску помогает крипте стабилизироваться, но не более того Влияние на рынок:3Картина рынкаКапитализация крипторынка выросла на 0.67% за прошедший день до $2.99T. Быки стремятся использовать повышенный аппетит...

11:17, 19 Фев Машинное обучение помогает решить центральную проблему квантовой химии Применяя новые методы машинного обучения к исследованиям в области квантовой химии, ученые Гейдельбергского университета добились значительных успехо...

13:17, 01 Фев "Даже собака может, а вы – нет!": пёс Кинг помогает содержать улицы Подмосковья в чистоте Metro пообщалось с хозяйкой пса о том, как воспитать "ответственного" питомца. Жительница Раменского Лилия Гепард несколько лет вынашивала идею завес...

14:17, 25 Фев Инженеры продемонстрировали легкий «экзоскелет», который помогает людям, перенесшим инсульт, ходить Одной из основных причин инвалидности в Соединенных Штатах является гемипарез — состояние, при котором нарушается контроль движений, проявляется мыше...

02:17, 01 Мар Цифровой порядок: как внедрение автоматизированной системы учета абонементов помогает фитнес-клубу развиваться Эффективное управление фитнес-клубом или студией невозможно без прозрачной системы учета. Если администраторы используют бумажные журналы записи, а м...

00:17, 09 Фев Подглядел у китайцев как утеплить дом: помогает необычная конструкция окон - тепло даже в лютые морозы Из архива Ещё до появления современных энергосберегающих технологий жители китайских деревень использовали эффективный способ защиты домов от холода....

09:17, 09 Фев Конькобежка Просвирнова: «С тех пор, как стала выступать за Данию, финансирования у меня нет. Дания не помогает, я не получаю ни зарплаты, ни компенсации за тренировки» Бывшая российская шорт-трекистка, конькобежка Софья Торуп (Просвирнова) рассказала, что ей не помогают с финансированием в федерации Дании. После Оли...

15:17, 01 Фев Батистута об исчезновении «девяток»: «Раньше играли 10 человек и один забивал голы, а сейчас играют даже вратари. Альварес забивает не так много, но он лучше в обороне, помогает команде» Бывший нападающий «Фиорентины», «Ромы», «Интера» и сборной Аргентины Габриэль Батистута заявил, что в футболе прошло время классических «девяток». – ...

19:17, 25 Мар Шевченко про Буше: «Жена Рида заявила: либо он возвращается в КХЛ, но теряет семью, либо остается дома и помогает ей воспитывать детей. Ультиматум был очень жесткий» Форвард «Автомобилиста» Рид Буше не вернулся в Россию из-за позиции жены. 32-летний американец покинул расположение клуба в конце января. Он уехал на...

10:17, 25 Фев Роман Ротенберг: «Мы готовы бросить вызов и Канаде, и США. Сыграть в любом формате – хоть один матч, хоть новую Суперсерию. Нам помогает Бог, и мы вместе победим всех» Первый вице-президент ФХР Роман Ротенберг бросил вызов сборным США и Канады, предложив новую Суперсерию. На хоккейном турнире Олимпиады-2026 американ...