Il sensore ottico che imita l'occhio umano potrebbe rendere più nitido il calcolo neuromorfico

2 ore fa p Luke James I ricercatori della Oregon State University (OSU) affermano di aver realizzato un nuovo tipo di sensore ottico. Costruito in perovskite, il sensore può imitare da vicino la capacità dell'occhio umano di percepire e percepire i cambiamenti nel suo campo visivo. I ricercatori affermano che questo potrebbe potenzialmente favorire campi come l'intelligenza artificiale (AI), la robotica e l'automotive perché potrebbe produrre migliori tecnologie di riconoscimento delle immagini.
Nella ricerca pubblicata su Applied Physical Letters, gli scienziati dell'OSU descrivono come sono stati in grado di fabbricare un semplice condensatore fotosensibile e caratterizzarne la risposta agli stimoli fisici. La struttura del sensore si basa su un dielettrico a doppio strato. Il dielettrico inferiore è costituito da biossido di silicio (SiO2) e dovrebbe essere altamente isolante e irresponsabile alla luce.
Al contrario, il dielettrico superiore, che è la perovskite prototipica a base di ioduro di piombo metilammonio (MAPbI3), dovrebbe avere una grande risposta fotoconduttiva e una costante dielettrica che "cambia in modo significativo" quando è illuminata. Queste proprietà rendono MAPbI3 un candidato utile per un mezzo dielettrico. Nella loro progettazione, l'elettrodo inferiore è composto da silicio altamente drogato che funge sia da substrato che da elettrodo.
Nel frattempo, l'elettrodo superiore è costituito da 15 nm di oro depositato tramite evaporazione termica. Lo strato d'oro è abbastanza sottile da essere parzialmente trasparente pur mantenendo le sue proprietà conduttive. I ricercatori riconoscono che mentre l'oro manterrà le sue proprietà conduttive, mostrerà una grande resistenza di contatto.
Quando il sensore è posto in serie con una resistenza esterna, la tensione caduta attraverso il resistore aumenta temporaneamente quando il condensatore si carica e si scarica prima di tornare al suo valore di equilibrio. Il risultato è un sensore che si attiva solo in risposta ai cambiamenti di illuminazione, altrimenti non emette nessun altro output. Questa architettura rende il sensore molto diverso dalle tecnologie convenzionali, progettate per l'elaborazione sequenziale.
In una fotocamera, ad esempio, le immagini vengono scansionate attraverso una serie bidimensionale di sensori a una frequenza impostata, ciascuno dei quali genera un segnale con un ampiezza che varia con l'intensità della luce che riceve. Ciò significa che un'immagine statica porterà a una tensione di uscita quasi costante dal sensore. Al contrario, il sensore retinomorfo del team OSU rimane "silenzioso" in condizioni statiche e registra un segnale solo quando rileva un cambiamento nell'illuminazione, tornando rapidamente allo stato silenzioso.
I precedenti tentativi dei ricercatori di costruire questo tipo di dispositivo, un "sensore retinomorfo", si sono basati sull'uso di software o hardware complesso, afferma John Labram, assistente professore di ingegneria elettrica e informatica presso l'OSU. In questo studio, tuttavia, il funzionamento del sensore è inerente al suo design fondamentale. "Si può pensare ad esso come a un singolo pixel che fa qualcosa che attualmente richiederebbe un microprocessore", ha detto Labram, che ritiene che il nuovo sensore potrebbe essere una soluzione per il calcolo neuromorfico.
Sebbene i ricercatori siano attualmente in grado di rilevare solo un sensore alla volta, affermano di aver misurato diversi dispositivi e sviluppato un modello numerico in grado di replicare il loro comportamento. Ciò ha consentito al team di simulare una serie di sensori retinomorfi per prevedere come una videocamera retinomorfa avrebbe risposto allo stimolo di input ..