كشف فريق من العلماء في جامعة طوكيو للعلوم، اليوم الخميس، الموافق 5 يونيو 2025، عن تطوير مشبك عصبي ضوئي قادر على تمييز الألوان بدقة تصل إلى 10 نانومتر، وهي دقة تُقارب ما تتمتع به العين البشرية، في خطوة يُتوقع أن تُحدث تحولاً جذرياً في أنظمة الرؤية الآلية منخفضة الطاقة المستخدمة في الهواتف الذكية والمركبات ذاتية القيادة والطائرات بدون طيار.
تصميم مستوحى من آلية العين والدماغ
ويقود الفريق البحثي الدكتور تاكاشي إيكونو من قسم هندسة النظم الإلكترونية في الجامعة، وقد صُمم الجهاز على أساس مستوحى من كيفية معالجة العين والدماغ البشريين للمؤثرات البصرية، إذ يحاكي المشابك العصبية البيولوجية، لكن ما يميّزه هو قدرته على العمل الكامل بضوء الشمس دون الحاجة إلى مصدر طاقة خارجي.
تجربة ناجحة باستخدام مشبك عصبي واحد
اختبر الباحثون الجهاز من خلال دمجه في شبكة حوسبة مادية للتعرف على حركات بشرية ملونة بالأحمر والأخضر والأزرق. ورغم استخدام مشبك عصبي واحد فقط، وصلت دقة التعرف إلى 82% عبر 18 تركيبة مختلفة من الألوان والحركة، مقارنةً بأنظمة تقليدية تعتمد على عدة أجهزة استشعار.
خطوة متقدمة نحو ذكاء اصطناعي بصري مستدام
نُشرت نتائج الدراسة في مجلة Scientific Reports العلمية، حيث أشار العلماء إلى أن الدمج بين دقة تمييز الألوان والقدرة على إجراء عمليات منطقية ذاتياً دون طاقة خارجية، يُمثّل نقلة نوعية في مجال الذكاء الاصطناعي البصري منخفض الطاقة، ويمهد الطريق لتطبيقات مبتكرة تشمل السيارات ذاتية القيادة، والرعاية الصحية، والإلكترونيات الاستهلاكية.
كيف يعمل الجهاز؟
يتكون المشبك العصبي الجديد من خليتين شمسيتين محسّنتين بصبغة DSSCs، تُستخدم لاكتشاف أطوال موجية مختلفة من الضوء وتحويلها إلى إشارات كهربائية، وعند تعرضه للضوء الأزرق، يُصدر الجهاز استجابة كهربائية موجبة، في حين يُصدر استجابة سالبة عند تعرضه للضوء الأحمر، ما يمكّنه من تنفيذ عمليات منطقية والتعرف الدقيق على الألوان.