باحثون يابانيون يطوّرون مشبكًا صناعيًا ذاتي التشغيل يحاكي دقة العين البشرية في تمييز الألوان
طوّر فريق بحثي في اليابان مشبكًا صناعيًا ذاتي التشغيل يحاكي وظائف المشابك العصبية في الدماغ البشري، قادرًا على التمييز بين الألوان بدقة تقارب العين البشرية، ما يمثل قفزة نوعية في مجال الرؤية الحاسوبية وأنظمة الذكاء الاصطناعي.
يتميز هذا الابتكار بقدرته على العمل دون مصدر طاقة خارجي، إذ يعتمد على خلايا شمسية مدمجة تولد الطاقة ذاتيًا، وهو ما يجعله خيارًا مثاليًا للدمج في الأجهزة الطرفية مثل الهواتف الذكية والأجهزة القابلة للارتداء والمركبات الذاتية القيادة، التي تتطلب كفاءة عالية في استهلاك الطاقة.
ويتيح هذا المشبك الصناعي تمييز الألوان ضمن الطيف المرئي بدقة تصل إلى 10 نانومتر، كما يدعم تنفيذ وظائف منطقية استنادًا إلى أطوال الموجات الضوئية، ما يعزز إمكانات الرؤية الآلية منخفضة الطاقة.
تأتي هذه الخطوة استجابةً للتحديات التي تواجه أنظمة الرؤية الحالية، والتي تعتمد على استهلاك طاقة مرتفع ومعالجة بيانات ضخمة. وعلى النقيض من ذلك، يُحاكي الجهاز الجديد النظام البصري البشري الذي يتميز بانتقائيته في معالجة المعلومات، ما يتيح كفاءة أكبر وأداءً أعلى.
ويقود هذا الابتكار الأستاذ المشارك الدكتور تاكاشي إكونو من قسم هندسة الأنظمة الإلكترونية في جامعة طوكيو للعلوم (TUS)، وقد نُشرت نتائج الدراسة في مجلة Scientific Reports بتاريخ 12 مايو 2025.
استند تصميم الجهاز إلى دمج نوعين من الخلايا الشمسية الحساسة للأصباغ، كل منها يستجيب لطول موجي مختلف من الضوء. وبخلاف المشابك الاصطناعية التقليدية التي تعتمد على طاقة كهربائية خارجية، فإن هذا الابتكار يولد طاقته من الضوء نفسه.
وفي تجربة عملية، تم دمج الجهاز ضمن نظام يُعرف باسم “الحوسبة الفيزيائية بالخزان” (Physical Reservoir Computing)، لمحاكاة قدرة الدماغ البشري على تحليل المعلومات. واستخدم الباحثون الجهاز لتعرّف حركات بشرية مختلفة، مثل المشي ورفع اليد، من خلال تسجيلات ضوئية بثلاثة ألوان (أحمر، أخضر، أزرق)، يمثل كل منها بعدًا معينًا من الحركة كالاتجاه أو السرعة.
وأظهرت النتائج أن الجهاز نجح في تمييز 18 نوعًا من الحركات والألوان بدقة وصلت إلى 82%، ما يثبت قدرته على معالجة الأنماط البصرية المعقدة ذاتيًا.
ويؤكد الدكتور إكونو أن هذه التقنية تفتح آفاقًا واسعة لتطبيقات متعددة، أبرزها:
المركبات الذاتية القيادة: تحسين التعرف على إشارات المرور والعوائق.
قطاع الرعاية الصحية: دمج الجهاز في الأدوات القابلة للارتداء لمراقبة المؤشرات الحيوية مثل الأوكسجين في الدم.
الإلكترونيات الاستهلاكية: تطوير أجهزة مثل الهواتف الذكية والنظارات الذكية بقدرات بصرية عالية وعمر بطارية أطول.
ويضيف الدكتور إكونو: “نأمل أن يسهم هذا الابتكار في إحداث تحول في تقنيات الرؤية الآلية، من خلال تقديم حلول منخفضة الطاقة، بدقة لونية تضاهي العين البشرية، في مجالات تمتد من الحساسات البصرية إلى المستشعرات الحيوية والمركبات الذكية.”
آبل تستعد لإطلاق أول هاتف آيفون قابل للطي عام 2026 بتقنيات متطورة
