С новым датчиком типа зрительного нерва насекомых и муха не проскочит
В Южной Корее создали датчик для обнаружения движения, основанный на биологии насекомых. Учёные из Корейского передового института науки и технологий (KAIST) представили вычислительную систему на основе устройств распознавания движения.
Исследовательская группа KAIST во главе с профессором Кен Мин Кимом объявила об успешной разработке интеллектуального детектора движения. Изобретатели объединили различные устройства для имитации визуального интеллекта, основанного на зрительном нерве насекомых. Статью о достижении опубликовали в журнале Advanced Materials («Передовые материалы»).
Существующие системы видеонаблюдения, даже оснащённые искусственным интеллектом (ИИ), обычно распознают объекты и их движения с использованием сложных алгоритмов. Такой метод требует значительного объёма данных и немалого энергопотребления. И эти особенности затрудняют применение уже известных технологий в мобильных гаджетах или устройствах интернета вещей.
Насекомым природой дано эффективно обрабатывать визуальную информацию через оптический нерв. Его ещё называют элементарным детектором движения. Однако имитация этого природного подхода с использованием традиционной технологии кремниевых интегральных схем (CMOS) требует сложных схем, а потому воплощение идеи в реальность имеет ограничения.
Команда профессора Кен Мин Кима изобрела интеллектуальный датчик обнаружения движений, который работает с высокой эффективностью и скоростью. Устройство имеет простую структуру, состоящую всего из двух типов мемристоров и разработанного в KAIST резистора. Поясним, что резистор (от латинского resisto — «сопротивляюсь») — это пассивный элемент электрических цепей, обладающий определённым постоянным или переменным значением электрического сопротивления. А мемристор (с ударением на «и») — термин от англоязычных memory («память») и resistor («электрическое сопротивление») — это пассивный электрический элемент, двухполюсник в микроэлектронике, способный изменять своё сопротивление в зависимости от пршедшего через него электрического заряда.
Каждый из двух разных мемристоров выполняет в новинке функции задержки сигнала, интеграции сигнала и пуска соответственно. С их помощью корейские специалисты смогли непосредственно имитировать зрительный нерв насекомых для анализа движений наблюдаемого объекта.

Чтобы продемонстрировать возможности технологии на практике, учёные использовали детектор движения для разработки нейроморфной вычислительной системы, которая может предсказывать траекторию движения автомобиля. (Нейроморфность означает имитирование строения биологических нейронных сетей). Результаты показали, что новинка потребляла на 92,9% меньше энергии по сравнению с известными технологиями на основе CMOS и фиксировала движение с большей точностью.
Профессор Ким объяснил, что насекомые используют свои простые системы визуального интеллекта, чтобы обнаруживать движение объектов с удивительной скоростью. И оценил проведённое исследование как важное, так как с помощью мемристорного устройства удалось сымитировать функции живого нерва.
Учёный добавил, что передовые устройства с ИИ, в том числе продвинутые смартфоны, приобретают всё большее значение. Профессор выразил надежду, что достижение специалистов из KAIST найдёт применение в различных областях: автономном транспорте, робототехнике, машинном зрении, охранных системах и так далее.
Исследовательская группа KAIST во главе с профессором Кен Мин Кимом объявила об успешной разработке интеллектуального детектора движения. Изобретатели объединили различные устройства для имитации визуального интеллекта, основанного на зрительном нерве насекомых. Статью о достижении опубликовали в журнале Advanced Materials («Передовые материалы»).
Существующие системы видеонаблюдения, даже оснащённые искусственным интеллектом (ИИ), обычно распознают объекты и их движения с использованием сложных алгоритмов. Такой метод требует значительного объёма данных и немалого энергопотребления. И эти особенности затрудняют применение уже известных технологий в мобильных гаджетах или устройствах интернета вещей.
Насекомым природой дано эффективно обрабатывать визуальную информацию через оптический нерв. Его ещё называют элементарным детектором движения. Однако имитация этого природного подхода с использованием традиционной технологии кремниевых интегральных схем (CMOS) требует сложных схем, а потому воплощение идеи в реальность имеет ограничения.
Команда профессора Кен Мин Кима изобрела интеллектуальный датчик обнаружения движений, который работает с высокой эффективностью и скоростью. Устройство имеет простую структуру, состоящую всего из двух типов мемристоров и разработанного в KAIST резистора. Поясним, что резистор (от латинского resisto — «сопротивляюсь») — это пассивный элемент электрических цепей, обладающий определённым постоянным или переменным значением электрического сопротивления. А мемристор (с ударением на «и») — термин от англоязычных memory («память») и resistor («электрическое сопротивление») — это пассивный электрический элемент, двухполюсник в микроэлектронике, способный изменять своё сопротивление в зависимости от пршедшего через него электрического заряда.
Каждый из двух разных мемристоров выполняет в новинке функции задержки сигнала, интеграции сигнала и пуска соответственно. С их помощью корейские специалисты смогли непосредственно имитировать зрительный нерв насекомых для анализа движений наблюдаемого объекта.

Чтобы продемонстрировать возможности технологии на практике, учёные использовали детектор движения для разработки нейроморфной вычислительной системы, которая может предсказывать траекторию движения автомобиля. (Нейроморфность означает имитирование строения биологических нейронных сетей). Результаты показали, что новинка потребляла на 92,9% меньше энергии по сравнению с известными технологиями на основе CMOS и фиксировала движение с большей точностью.
Профессор Ким объяснил, что насекомые используют свои простые системы визуального интеллекта, чтобы обнаруживать движение объектов с удивительной скоростью. И оценил проведённое исследование как важное, так как с помощью мемристорного устройства удалось сымитировать функции живого нерва.
Учёный добавил, что передовые устройства с ИИ, в том числе продвинутые смартфоны, приобретают всё большее значение. Профессор выразил надежду, что достижение специалистов из KAIST найдёт применение в различных областях: автономном транспорте, робототехнике, машинном зрении, охранных системах и так далее.
- Дмитрий Ладыгин
- pixabay.com; techxplore.com
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
В Нью-Йорке может рухнуть 300-метровый небоскреб, причем не один
Власти твердят, что все безопасно, но статистика неумолима: более сотни жалоб, полторы сотни нарушений, больше сотни штрафов...
Контрабандисты оккупировали Восточную Африку: зачем черных муравьев тайно вывозят в Китай и Европу?
Эксперты предупреждают: такой вывоз в итоге закончится непоправимой экологической катастрофой...
В мире заканчивается речной песок: чем это грозит человечеству?
Ученые говорят, что это самая не замечаемая, а оттого опасная проблема, которая уже касается миллионов людей...
К 2060 году половина плотин в мире выйдет из строя: США — главные в черном списке
Эксперты говорят: если не принять меры, часть Соединенных Штатов может полностью опустеть...
В России снова захотели строить железную дорогу в Индию: почему не удались прошлые попытки?
Эксперты говорят: дерзкий проект мог бы принести российской казне миллиардные прибыли...
За рамками науки: дети, которые помнят свои прошлые жизни
Ученые говорят, что феномена реинкарнации нет, но факты утверждают обратное...
Кольца на деревьях раскрыли тайну гибели последней империи кочевников в Евразии
Поразительно, но падение Джунгарского ханства началось за тысячи километров от Азии, в Северной Атлантике...
Самый наглый археологический фейк в истории: итальянец 20 лет показывал туристам фальшивый амфитеатр Цезаря
Судебный процесс длилось почти десятилетие, но даже сейчас эта история очень далека от завершения...
Тайна огней Марфы, 150 лет не дававшая покоя ученым, похоже, разгадана
Болотный газ? Огни святого Эльма? НЛО? Ответ оказался намного проще и сложнее одновременно...
«Сувенир» от неандертальцев: секреты этих мутаций не разгаданы до конца
Они живут в ДНК 47 000 лет, но почему их совсем нет у африканцев, зато много у жителей Южной Азии...
Авокадо ежедневно меняет пол, и исследователи, наконец, выяснили, как именно
Почему селекционеры и ботаники ждали этого открытия более 100 лет?...
Немецкий ученый был главным в секретной ракетной программе: однажды он вышел из кабинета и исчез навсегда
Как операция «Дамоклов меч» пресекла главную военную операцию целого государства...
Этим книгам осталось жить считаные дни: кто охотится на очень редкие экземпляры, а затем уничтожает их?
Эксперты бьют тревогу: это, пожалуй, самый циничный поворот в истории книгопечатания...