一种能够模仿人类视觉错觉的人工视觉装置的开发

放大字体  缩小字体 2021-11-30 13:30  浏览次数:

Development of an artificial vision device capable of mimicking human optical illusions

日本国家材料科学研究所(NIMS)已经开发出一种离子人工视觉装置,它能够以类似于人类视觉的方式,增加魔法师较暗和较亮区域之间的边缘对比度。这是有史以来第一次人工模拟人类的视错觉是通过离子迁移和固体中的相互作用实现的。有可能使用该装置开发紧凑的、节能的视觉传感和图像处理硬件系统,能够处理模拟信号。

许多人工智能(AI)系统开发人员最近对受人类感觉机制启发的各种传感器和模拟信息处理系统的研究表现出极大的兴趣。正在进行研究的大多数人工智能系统都需要复杂的软件/程序和复杂的电路配置,包括定制设计的配有算术电路和内存的处理模块。然而,这些系统有缺点,因为它们体积大,消耗大量的电力。

最近,NIMS研究小组开发出了一种离子人工视觉装置,该装置由一组定期放置在固体电解质上的混合导体通道组成。该装置模拟了人类视网膜神经元(即光感受器、水平细胞和双极细胞)通过响应输入电压脉冲(相当于来自光感受器的电信号)处理视觉信号的方式。这导致固体电解质(相当于水平电池)中的离子在混合导体通道中迁移,然后改变输出通道电流(相当于双极电池响应)。通过采用这些步骤,该设备,独立于软件,能够对输入图像信号进行处理,并产生一个在较暗和较亮区域之间增加边缘对比度的输出图像,其方式类似于人类视觉系统通过视觉侧抑制来增加不同颜色和形状之间的边缘对比度。

除了暗/明度外,人眼还会产生与倾斜角度、大小、颜色和运动相关的各种视错觉,这个过程被认为在不同物体的视觉识别中起着至关重要的作用。这里描述的离子人工视觉装置可能被用于重现这些其他类型的视错觉。该研究小组希望开发出能够执行人类视网膜功能的视觉传感系统,方法是将主体设备与包括光感受器电路在内的其他组件整合在一起。

这项研究发表在《纳米快报》上。

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