盖世汽车讯 人工智能（AI）在预测心脏病发作、自然灾害和管道故障等紧急事件方面越来越有用，需要能够快速处理数据的先进技术。在这方面，专为低功耗时间序列数据处理而设计的储层计算是一个很有前途的选择。它可以在各种框架中实现，其中最受欢迎的是物理储层计算（PRC）。具有光电人工突触（允许神经细胞将电信号或化学信号传输到另一个细胞的连接结构）的PRC模仿人类突触元素，有望具有与人类视觉系统类似的无与伦比的识别和实时处理能力。

然而，基于现有自供电光电突触设备的PRC无法处理跨多个时间尺度的时间序列数据，这些数据存在于用于监测基础设施、自然环境和健康状况的信号中。

据外媒报道，日本东京理科大学（Tokyo University of Science，TUS）高级工程研究生院应用电子系的一个研究小组取得了突破性进展，该小组由副教授Takashi Ikuno领导，包括Hiroaki Komatsu先生和Norika Hosoda女士，成功制造了一种自供电染料敏化太阳能电池光电光聚合物人体突触，其时间常数可通过输入光强度控制。相关研究已发表于期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》。

图片来源：东京理科大学

Ikuno博士解释说：“为了处理具有各种时间尺度的时间序列输入光学数据，必须根据所需的时间尺度制造设备。受眼睛的残像现象的启发，我们想出了一种新型光电人体突触装置，可以作为节能边缘AI光学传感器的计算框架。”

基于太阳能电池的设备利用基于方酸衍生物的染料，并在材料层面将光输入、AI计算、模拟输出和电源功能整合到设备本身中。它表现出对光强度的突触可塑性，表现出成对脉冲促进和成对脉冲抑制等突触特征。研究人员证明，无论输入光脉冲宽度如何，调整光强度都会在时间序列数据处理任务中产生较高的计算性能。

此外，当该设备被用作PRC的储存层时，它对人体动作（例如弯曲、跳跃、跑步和行走）的分类准确率超过90%。此外，功耗仅为传统系统所需功耗的1%，这也将显著减少相关的碳排放。“我们首次在世界上证明了所开发的设备可以在非常低的功耗下运行，同时以高准确率识别人体动作，”Ikuno博士强调道。

值得注意的是，该装置为实现各种时间尺度的边缘人工智能传感器开辟了一条新道路，可应用于监控摄像头、车载摄像头和健康监测。Ikuno博士表示：“这项发明可以用作一种非常流行的边缘人工智能光学传感器，可以附着在任何物体或人身上，并可以影响与功耗相关的成本，例如车载摄像头和车载电脑。”他补充道：“该装置可以用作一种低功耗识别人体运动的传感器，因此有可能有助于改善车辆的功耗。此外，它有望用作独立智能手表和医疗设备中的低功耗光学传感器，大大降低其成本，使其与目前的医疗设备相当甚至更低。”

总之，这种基于太阳能电池的新型设备有可能加速具有多种应用的节能边缘AI传感器的开发。