Изкуствената ретина от перовскит може да чете ръкописни числа

Сподели

Изследователите са изградили изкуствена ретина от перовскитни материали, която може да открие светлина по подобен начин на човешкото око. При тестове устройството дори успя да разпознае ръкописни числа.

Очите на хората и други бозайници работят благодарение на фоторецепторните клетки – пръчките и колбичките – в ретината, които абсорбират входящите фотони и изпращат електрически сигнали до мозъка. За новото проучване изследователите от KAUST се заеха да имитират този процес в изкуствено устройство.

Ключовата съставка е перовскитът, материал, който е много ефективен при абсорбиране на светлина и като такъв се очертава като лидер в следващото поколение слънчеви клетки. В този случай екипът е впрегнал тази сила на поглъщане на светлина, за да направи сензор вместо това.

Перовскитните нанокристали бяха вградени в полимер, след което този слой беше притиснат между два електрода – алуминий отдолу и индиев калаен оксид отгоре. Този горен електрод беше гравиран, за да пропусне светлината през перовскитния слой, създавайки масив от фоторецептори. Те са направени върху полиимиден субстрат, който позволява на устройството да се огъва и огъва във всяка необходима форма, като тази на човешката ретина.

За да обработи входната светлина, този фоторецепторен масив беше прикрепен към CMOS сензор и невронна мрежа със 100 изходни неврона. При тестове с масив 4 x 4 устройството беше осветено с помощта на светодиоди с различни цветове и беше установено, че оптичната реакция е много подобна на тази на човешкото око, като системата е особено чувствителна към зелена светлина. При други тестове системата дори успя да разпознае ръкописни числа с точност от 72 процента. Също така беше много стабилен, без промяна в реакцията на светлина след 129 седмици.

Въпреки биологичното си вдъхновение, тази изкуствена ретина вероятно няма да бъде предназначена за човешки трансплантации като някои други. Екипът казва, че с повече развитие това устройство ще се използва за създаване на по-модерни системи за зрение за камери и роботи.

„Крайната цел на нашето изследване в тази област е да разработим ефективни невроморфни сензори за зрение за изграждане на ефективни камери за приложения за компютърно зрение“, каза Халед Набил Салама, автор на изследването. “Съществуващите системи използват фотодетектори, които изискват захранване за тяхната работа и по този начин консумират много енергия, дори в режим на готовност. За разлика от тях, предложените от нас фоторецептори са капацитивни устройства, които не консумират статична енергия за своята работа.”

Изследването е публикувано в списанието Светлина: Наука и приложения.

Източник: KAUST чрез Techxplore



Публикациите се превеждат автоматично с google translate


Сподели