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科學家研發仿人眼傳感器 可提升自動駕駛汽車的視覺性能

時間:2020-12-30 16:26:42 點擊次數:

據外媒報道,美國俄勒岡州立大學(Oregon State University)的設備物理學家John Labram及其同事研發了一種模仿人眼探測光線的傳感器,可以提升自動駕駛汽車的視覺性能。

科學家研發仿人眼傳感器 可提升自動駕駛汽車的視覺性能(圖1)

現代電子攝像頭基于傳感器而打造,當有光照射時,傳感器就會產生電子信號。而人眼視網膜中約有1億個視桿細胞和視錐細胞,只有在光線變化時才會向大腦傳輸信號,因此在能耗和計算能力方面,人眼比電子設備更高效。


此前,科學家就制造了模仿視網膜的傳感器,然而,這些傳感器具備復雜的電路,不適用于大規模生產的傳感器。為此,Labram及其同事使用一種更簡單的材料,取代這些復雜的電路。此種替代材料是一種稱作鈣鈦礦的光敏材料,目前主要用于下一代太陽能電池的開發。

此種新型傳感器的核心組件是一層涂有鈣鈦礦、甲基銨碘化鉛的絕緣玻璃層。當放置在光線下時,鈣鈦礦會從高度絕緣轉變為高度導電。研究人員將這些玻璃層夾在電極之間,發現這種傳感器對光線有強烈的電流響應,但如果光線沒有變化,傳感器就不會進一步產生信號。

Labram表示,“這是首款復制生物視網膜行為的單像素傳感器。從工業角度而言,最終可能會對速度和能耗產生巨大影響?!眮碜陨程匕⒉范爬瓏蹩萍即髮W(King Abdullah University of Science and Technology)的材料科學家Thomas Anthopoulos認為,此款傳感器可用于涉及圖像快速處理的應用,包括激光雷達、面部識別和自動駕駛汽車。Thomas Anthopoulos還表示,“這項技術的關鍵優勢在于其簡單性,以及與一系列新興電子產品(如可穿戴系統、透明顯示器和微顯示器)集成的能力?!?/span>

目前,科學家們的目標是開發一組這樣的傳感器,以記錄實際的視覺數據。他們還希望將此種傳感器與AI系統連接起來,更好地復制生物系統處理刺激的方式。

Labram稱,“這項工作致力于使計算機更接近人類?!眰鹘y計算機按照一系列步驟進行計算,但越來越多的科學家正在開發神經形態處理器,模仿人腦同時并行執行許多項計算。

視網膜型傳感器可能會比傳統的光學傳感器性能更好,而神經形態計算機也可能比傳統計算機更高效。Labram表示,“人腦大約消耗20瓦的能量,而一臺家用電腦大約消耗100瓦的能量,雖然看似能耗不高,但個人電腦卻無法完成與人腦類似的任務,例如實時學習。此類任務需要數據中心來完成,而非個人電腦?!?/span>來源:蓋世汽車



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