«Умное стекло» распознает изображение без сенсоров и затрат энергии

Команда инженеров из Университета Висконсин-Мэдисон создала прототип стеклянной панели с функцией распознавания рукописного текста. Ее особенность в том, что это сугубо пассивная система, в которой нет ни механизмов, ни электронных компонентов. Весь процесс происходит за счет особой структуры стеклянного массива и работа такого «умного стекла» не требует затрат энергии.

По сути, внутри стеклянной пластины реализована узкоцелевая нейросеть, которая проводит нейроморфные вычисления со скоростью света, но в ограниченном диапазоне значений. В примере это числа от 0 до 9, которые нужно рисовать на освещенной платформе, чтобы затем отраженный от точек в изображении свет прошел через стеклянную пластину. Внутри она содержит множество пузырьков-линз микронного размера, которые отражают свет, плюс такие же крошечные фрагменты из графена, которые свет поглощают.

Весь секрет в архитектуре внутренней структуры пластины, где отражающие и поглощающие элементы расположены так, чтобы свет проходил по определенному маршруту. Их множество, но оно конечно. Каждый раз, когда мы рисуем некую линию, импульсы света пробегают через внутренний лабиринт, чтобы выйти в одной из точек, соответствующих распознанной цифре. Чем больше исходный рисунок похож на цифру, тем больше импульсов света пройдет по подходящему маршруту через стекло и тем интенсивнее будет свечение на выходе в нужной точке. Вот почему авторы разработки сравнивают ее с нейросетью – вместо распознавания четких, фиксированных значений здесь тоже имеет место алгоритм «обучения» на основе различных изображений.

Очевидный недостаток «умного стекла» в том, что его нельзя настроить в ходе работы, это законченное изделие с неизменными свойствами. Но это же и его преимущество – представьте «глаз» робота-автомобиля, который безошибочно различает цвета светофора, но стоит копейки и работает практических в любых условиях. Или множество датчиков в обшивке боевой машины, работу которых не сможет засечь вражеский сенсор, потому что их активность никак не проявляется. А уже в следующей версии «умного стекла» его разработчики хотят реализовать функцию распознавания лиц, чтобы сделать тот же дверной замок, который не откроет дверь никому, кроме хозяина.

Источник