澳大利亚研究可模拟人类视觉的小型设备 实现快速、复杂决策
盖世汽车讯 据外媒报道,澳大利亚研究人员发明了一种小型设备,可以用与人类相似的方式“看到”和创造记忆,有助于未来实现可做出快速、复杂决策的应用,比如自动驾驶汽车。澳大利亚皇家墨尔本理工大学(RMIT University)的工程师们领导了该项研究,迪肯大学(Deakin University)和墨尔本大学(the University of Melbourne)的研究人员也做出了贡献。

研究人员正在演示用可见光做实验(图片来源:皇家墨尔本理工大学)
该项神经形态发明是一个单芯片,由掺杂氧化铟传感元件激活,比人的头发细数千倍,而且不需要外部部件来操作。
该团队的研究展示了一种捕捉、处理和存储视觉信息的工作装置。通过掺杂氧化铟的精确设计,该设备模仿了人眼捕捉光线的能力,可像光学神经一样预包装和传输信息,并能像大脑一样将信息存储和分类在记忆系统中。
研究小组负责人Sumeet Walia教授表示,该项新设备可以执行所有必要功能——感知、创建以及处理信息,还能保存记忆,而不是依赖外部的能量密集型计算,此种计算会阻碍实时决策。
工程学院的Walia教授表示:“迄今为止,在一个小设备上实现所有这些功能一直是一个巨大的挑战。我们的发明让实时决策成为了可能,因为需要处理大量无关数据,而且数据传输到单独的处理器也不会减慢速度。”
该团队实现了什么?该技术如何工作?
与之前报道的设备相比,新设备具有保留信息更长时间的能力,而不需要频繁的电子信号来刷新记忆。此种能力大大降低了能量消耗,提升了该设备的性能。
RMIT博士研究员Aishani Mazumder表示,人脑采用模拟处理,能够快速有效地处理信息,而且只用最少的能量。“相比之下,数字化处理是能源与碳密集型技术,阻碍了信息的快速收集与处理。神经形态视觉系统的设计采用了类似于人脑的模拟处理,与当今的技术相比,可以大大减少执行复杂视觉任务所需的能量。”
潜在应用是什么?
该团队采用紫外线作为实验的一部分,并正在努力进一步将该技术扩展至可见光与红外光,未来可实现许多可能的应用,如仿生视觉、危险环境中的自动驾驶操作、食品保质期评估与高级取证。
“想象一下,一辆自动驾驶汽车可以看到和识别道路上的物体,就像人类驾驶员可以或能够快速探测和跟踪太空垃圾一样。借助神经形态视觉技术,这将成为可能。”
Walia表示,随着时间的推移,神经形态系统可以适应新情况,经验越多,效率越高。他表示:“传统的计算机视觉系统——不能像神经形态技术那么小型化——通常是按照特定规则编程,不能轻易适应情况。神经形态机器人在危险情况下有可能长时间自主运行,而工人则可能会被暴露在塌方、爆炸和有毒空气中。”
人眼只有一个视网膜,可以捕捉整个画面,然后大脑对图像进行处理,以识别物体、颜色和其他视觉特征。
Walia表示,该团队的设备通过使用在一个平台上捕捉、存储和处理视觉信息的单元素图像传感器,模仿了视网膜的功能。
他表示:“人眼对周围环境变化做出的反应速度特别快,比现有的相机和计算机更高效。从人眼中获得灵感,我们努力研究了几年,通过神经形态工程工艺,创造了具有类似能力的相机。”
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