人工突触成功模仿人类彩色视觉
——习在致中国科学院建院70周年贺信中作出的“两加快一努力”重要指示要求
1949年,伴随着新中国的诞生,中国科学院成立。作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,中国科学院时刻牢记使命,与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献。更多简介 +
中国科学院院级科技专项体系包括战略性先导科技专项、重点部署科研专项、科技人才专项、科技合作专项、科技平台专项5类一级专项,实行分类定位、分级管理。
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中国科学技术大学(简称“中国科大”)于1958年由中国科学院创建于北京,1970年学校迁至安徽省合肥市。中国科大坚持“全院办校、所系结合”的办学方针,是一所以前沿科学和高新技术为主、兼有特色管理与人文学科的研究型大学。
中国科学院大学(简称“国科大”)始建于1978年,其前身为中国科学院研究生院,2012年经教育部批准更名为中国科学院大学。国科大实行“科教融合”的办学方针,与中国科学院直属研究机构(包括所、院、台、中心等),在管理体制、师资队伍、培养体系、科研工作等方面高度融合,是一所以研究生教育为主的独具特色的高等学校。
上海科技大学(简称“上科大”),由上海市人民政府与中国科学院共同举办、共同建设,由上海市人民政府主管,2013年经教育部正式批准。上科大致力于服务国家经济社会发展战略,培养科技创新创业人才,努力建设一所小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学。
日本东京理科大学团队成功开发出一种具有极高颜色分辨能力的自供电人工突触,其颜色识别能力已经非常接近人眼,标志着人们在计算机之“眼”研究领域迈出重要一步。相关成果已发表在最新一期《科学》上。
人工智能的快速发展对机器视觉提出了更高要求。然而,处理每秒产生的大量视觉数据需要消耗大量电力、存储空间和计算资源,因此将视觉识别功能应用于智能手机、无人机或自动驾驶汽车等设备极具挑战性。
相比之下,人类天然视觉系统同时拥有高效节能的优点。因为眼睛和大脑并不会对所有视觉信息进行无差别处理,而是会选择性地提取关键特征,从而在保持高效率的同时大幅降低能耗。受此启发,神经形态计算——模仿生物神经系统结构与功能的新型计算方式,被认为在突破传统机器视觉限制方面极具潜力。但目前仍存在两个主要难题:一是实现接近人眼水平的颜色识别能力;二是摆脱对外部电源的依赖,以最大程度降低功耗。
为真正解决这些问题,团队设计了一种新颖的人工突触系统。其集成了两种不同类型的染料敏化太阳能电池,对不同波长的光具有不同的响应特性。该装置通过直接转换太阳能来供能,实现了真正的“自供电”。这一特性使其非常适合用于对能源效率要求极高的边缘计算场景。
实验结果显示,该系统能够以10纳米的分辨率区分可见光范围内的颜色,与人眼相当接近。此外,该装置还展现出双极响应特性:在蓝光照射下产生正电压,在红光照射下则产生负电压。这使它能够执行复杂的逻辑运算,而这些操作通常需要多个传统光电元件才能完成。
为了验证其实际应用潜力,团队用它识别以红、绿、蓝三色记录的不同人体动作。结果表明,仅用单个器件,该系统就能准确分类多达18种颜色与动作组合,识别准确率达到82%。
这项技术有望让日常设备拥有类人视觉,应用前景十分广阔,包括自动驾驶领域、医疗健康设备,以及消费电子领域。
日本东京理科大学团队成功开发出一种具有极高颜色分辨能力的自供电人工突触,其颜色识别能力已经非常接近人眼,标志着人们在计算机之“眼”研究领域迈出重要一步。相关成果已发表在最新一期《科学》上。人工智能的快速发展对机器视觉提出了更高要求。然而,处理每秒产生的大量视觉数据需要消耗大量电力、存储空间和计算资源,因此将视觉识别功能应用于智能手机、无人机或自动驾驶汽车等设备极具挑战性。相比之下,人类天然视觉系统同时拥有高效节能的优点。因为眼睛和大脑并不会对所有视觉信息进行无差别处理,而是会选择性地提取关键特征,从而在保持高效率的同时大幅降低能耗。受此启发,神经形态计算——模仿生物神经系统结构与功能的新型计算方式,被认为在突破传统机器视觉限制方面极具潜力。但目前仍存在两个主要难题:一是实现接近人眼水平的颜色识别能力;二是摆脱对外部电源的依赖,以最大程度降低功耗。为真正解决这些问题,团队设计了一种新颖的人工突触系统。其集成了两种不同类型的染料敏化太阳能电池,对不同波长的光具有不同的响应特性。该装置通过直接转换太阳能来供能,实现了真正的“自供电”。这一特性使其非常适合用于对能源效率要求极高的边缘计算场景。实验结果显示,该系统能够以10纳米的分辨率区分可见光范围内的颜色,与人眼相当接近。此外,该装置还展现出双极响应特性:在蓝光照射下产生正电压,在红光照射下则产生负电压。这使它能够执行复杂的逻辑运算,而这些操作通常需要多个传统光电元件才能完成。为了验证其实际应用潜力,团队用它识别以红、绿、蓝三色记录的不同人体动作。结果表明,仅用单个器件,该系统就能准确分类多达18种颜色与动作组合,识别准确率达到82%。这项技术有望让日常设备拥有类人视觉,应用前景十分广阔,包括自动驾驶领域、医疗健康设备,以及消费电子领域。kaiyun官网中国 开云网址
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