Kompaktowy aparat, który może identyfikować obiekty z prędkością światła
Kompaktowy aparat fotograficzny, który może identyfikować obiekty z prędkością światła został opracowany przez parę naukowców. Arka Majumdar, profesor Uniwersytetu Waszyngtońskiego w dziedzinie inżynierii elektrycznej i komputerowej oraz fizyki, oraz Felix Heide, adiunkt informatyki na Uniwersytecie Princeton, opracowali nowy typ kompaktowego aparatu fotograficznego, w którym obiektyw został zastąpiony zaprojektowaną optyką, która może identyfikować obiekty z prędkością światła.
Kompaktowy aparat fotograficzny o niezwykłych właściwościach
W artykule opublikowany na łamach pisma naukowego Majumdar i Heide opisują nowy typ kompaktowej kamery zaprojektowanej z myślą o wizji komputerowej – rodzaju sztucznej inteligencji, która umożliwia komputerom rozpoznawanie obiektów na zdjęciach i wideo.
Zgodnie z komunikatem prasowym Uniwersytetu Waszyngtońskiego, prototypowy kompaktowy aparat fotograficzny wykorzystuje optykę do obliczeń, znacznie zmniejszając zużycie energii i umożliwiając kamerze identyfikację obiektów z prędkością światła, co stanowi nowe podejście do dziedziny wizji komputerowej.
„To zupełnie nowy sposób myślenia o optyce, który bardzo różni się od tradycyjnej optyki. To kompleksowy projekt, w którym optyka jest projektowana w połączeniu z blokiem obliczeniowym” – mówi Majumdar. „Tutaj zastąpiliśmy obiektyw kamery zaprojektowaną optyką, co pozwala nam umieścić wiele obliczeń w optyce”.
„Istnieją naprawdę szerokie zastosowania dla tych badań, od autonomicznych samochodów, autonomicznych ciężarówek i innych robotów po urządzenia medyczne i smartfony.” – dodaje Heide.
Inny rodzaj optyki
Zamiast tradycyjnego obiektywu wykonanego ze szkła lub plastiku, optyka w tej kamerze opiera się na warstwach 50 meta-soczewek – płaskich, lekkich elementów optycznych, które wykorzystują mikroskopijne nanostruktury do manipulowania światłem.
Meta-soczewki działają również jako optyczna sieć neuronowa, która jest systemem komputerowym będącym formą sztucznej inteligencji wzorowanej na ludzkim mózgu. To unikalne podejście ma kilka kluczowych zalet. Po pierwsze, jest szybkie, ponieważ znaczna część obliczeń odbywa się z prędkością światła, system może identyfikować i klasyfikować obrazy ponad 200 razy szybciej niż sieci neuronowe wykorzystujące konwencjonalny sprzęt komputerowy, przy porównywalnej dokładności.
Po drugie, ponieważ optyka w kamerze działa w oparciu o wpadające światło, a nie energię elektryczną, zużycie energii jest znacznie zmniejszone.
Heide i jego studenci z Uniwersytetu Princeton dostarczyli projekt prototypu kamery, który jest kompaktowym, optycznym chipem obliczeniowym. Majumdar wniósł swoje doświadczenie w dziedzinie optyki, aby pomóc w zaprojektowaniu kamery, a on i jego studenci wyprodukowali chip w waszyngtońskim laboratorium nanofabrykacji.
W swoich poprzednich badaniach Heide i Majumdar opracowali pełnokolorową kamerę o wysokiej rozdzielczości, która jest wielkości ziarenka soli.
