Человеческий глаз умеет приспосабливаться к резкой смене освещения — от ослепительного света до полной темноты — за считанные минуты. Наша зрительная система, включая глаза, нейроны и мозг, запоминает условия, чтобы в следующий раз адаптироваться еще быстрее.

Китайские ученые из Университета Фучжоу создали сенсор машинного зрения, который справляется с этой задачей лучше человека. Он адаптируется к перепадам света всего за 40 секунд благодаря квантовым точкам — наночастицам, преобразующим свет в электрические сигналы.

Квантовые точки — это микроскопические кристаллы из полупроводников, которые светятся при подаче тока или поглощают свет, превращая его в электричество. Их размер (2-10 нанометров) определяет цвет: чем меньше точка, тем «синее» свечение. В этой технологии они работают как искусственные светочувствительные клетки.

Результаты опубликованы в издании Applied Physics Letters.

Как это работает

• Квантовые точки встроены в полимерный слой и оксид цинка.
• Они удерживают заряд, как губка впитывает воду, и высвобождают его при изменении освещения.
• Это похоже на то, как глаза накапливают светочувствительные пигменты для темноты.

Устройство не просто имитирует человеческое зрение, но и превосходит его: оно отсеивает лишние данные, снижая нагрузку на процессор. Современные системы машинного зрения обрабатывают все подряд, тратя ресурсы на ненужные детали. Этот сенсор фокусируется на главном — как наши глаза, когда мы смотрим на важные объекты.

Обычные датчики бесполезно перегружают систему, а наш фильтрует информацию на этапе сбора, — объясняет автор разработки Юнь Е.

Где пригодится

• Беспилотные автомобили — при выезде из туннеля на яркий свет.
• Роботы — в условиях меняющейся освещенности.

В будущем ученые планируют увеличить массив сенсоров и интегрировать их с ИИ-чипами для еще большей эффективности.

Главное преимущество — скорость адаптации. Современные лидары и камеры беспилотников «ослепляют» резкие перепады света, что опасно на трассе. Если сенсор сможет мгновенно перестраиваться, это снизит количество аварий.

Второй плюс — энергоэффективность. Фильтрация данных на этапе сбора сократит нагрузку на процессоры, что критично для дронов и портативных устройств.

Исследование не учитывает долговечность квантовых точек. При постоянной нагрузке они могут деградировать быстрее, чем биологические аналоги в глазу. Без данных о стабильности работы после тысяч циклов адаптации говорить о промышленном применении рано.

Ранее ученые разработали устройство для машинного зрения, работающее от солнечного света.