Современные системы компьютерного зрения, используемые в беспилотных автомобилях и робототехнике, демонстрируют высокую эффективность, но сталкиваются с трудностями при распознавании объектов в условиях переменного или смешанного освещения. Группа ученых из США предложила решение, имитирующее механизм адаптации человеческого глаза.
Разработка основана на модификации мемристоров — электрических компонентов, способных хранить данные после отключения питания. В данном случае использованы фотомемристоры, которые преобразуют световую информацию в электрический ток. Новшество заключается в применении двух материалов: гибкого пластика PEDOT:PSS и оксида титана (TiO₂). Под воздействием света материал высыхает, а в темноте впитывает влагу из окружающей среды, что позволяет устройству самостоятельно регулировать чувствительность.
По словам соавторов исследования, традиционные фоторезисторы калибруются для работы при постоянном освещении и теряют точность при резких перепадах яркости. Новая разработка динамически подстраивается под внешние условия.
В ходе испытаний с ультрафиолетовым излучением датчики продемонстрировали стабильную работу вне зависимости от влажности. Размер каждого элемента составляет около 0,5 мм. Для проверки эффективности команда создала матрицу 4×4, интегрированную с нейронной сетью. Системе было предложено распознать букву «F» на фоне светодиодного экрана с меняющейся яркостью. После семи итераций обучения точность распознавания в условиях смешанного освещения превысила 95%.
Ученые отмечают, что устройство адаптируется к изменению света значительно быстрее человеческого глаза (которому требуется до 20–30 минут для полной адаптации). В будущем планируется создание мультимодальных сенсорных систем для интерпретации визуальных и тактильных данных. Потенциальные области применения включают повышение надежности беспилотных автомобилей, улучшение взаимодействия человека и промышленных роботов, а также разработку технологий для коррекции зрения.