Электронная сетчатка научила роботов видеть при смене света

Исследователи из Университета штата Пенсильвания разработали фотосенсор, имитирующий адаптацию человеческого глаза к резким перепадам освещения. Технология, основанная на фотомемристорах, позволяет камерам роботов и беспилотных автомобилей сохранять четкость изображения там, где обычные системы слепнут от ярких вспышек или провалов в темноту, обеспечивая стабильное распознавание объектов в любых условиях.

В основе устройства лежит способность человеческой сетчатки менять чувствительность палочек и колбочек в зависимости от внешней яркости. Команда профессора Ларри Чэна воспроизвела этот механизм с помощью комбинации диоксида титана и проводящего полимера. При попадании света диоксид генерирует ток, который заставляет полимер поглощать или отдавать влагу. Это физическое изменение автоматически регулирует чувствительность сенсора без привлечения внешних алгоритмов управления.

Эффективность разработки подтвердили тесты с матрицей 4×4, подключенной к нейросети. В ходе эксперимента система распознавала светящуюся букву F при меняющейся яркости фона. После семи циклов обучения точность работы превысила 95%. Учитывая, что каждый сенсор имеет размер около половины миллиметра, их легко масштабировать в крупные массивы для интеграции в системы автономного вождения или промышленную робототехнику.

Авторы проекта уже подали патентную заявку и смотрят дальше простой обработки изображений. В планах разработчиков — создание мультимодальной системы, которая объединит визуальное восприятие с сенсорами прикосновения. Подобная интеграция позволит создавать роботов с принципиально новым уровнем чувствительности, способных ориентироваться в пространстве практически так же эффективно, как человек.