Только что была продемонстрирована новая парадигма машинного зрения.
Ключевые выводы
- Ученые изобрели способ использования листа стекла для нейронных вычислений.
- Стекло использует световые узоры для распознавания изображений без компьютера или питания.
- Это распознавание изображений со скоростью света.
Когда мы думаем об искусственном интеллекте (ИИ), мы думаем о передовом вычислительном оборудовании, выполняющем код, который позволяет процессору видеть шаблоны в необработанной информации. Группа исследователей из Университета Висконсин-Мэдисон только что опубликовала статью в Photonics Research, в которой описывается совершенно другой тип системы искусственного интеллекта, которую они изобрели и продемонстрировали.«Мы используем оптику, чтобы сжать [можно даже сказать «заменить»] обычную установку камер, датчиков и глубоких нейронных сетей в один кусок тонкого стекла», - говорит старший автор Цзунфу Ю. Хотя идея встроить какой-то ИИ в простой объект, такой как стекло, может показаться головокружительной, их демонстрация проверки концепции показывает, что их умное стекло может распознавать числа. Их изобретение может стать основой для будущего искусственного зрения.
Как это работает
Система использует способ искривления света и различия в отражении света от разных форм.
Ученые начали с определения того, каким образом свет, направленный на определенные формы, будет отражаться и проходить через лист стекла. (Для своей демонстрации они использовали числовые цифры, написанные на бумаге.) Когда свет соответствует профилю определенной формы, тщательно размещенные пузырьки воздуха и светопоглощающие материалы, такие как графен, перенаправляют его на идентификатор на дальней стороне и таким образом подсвечивают его. стакан.
Иными словами, можно представить результаты их проверки концепции: сопоставляя свет цифры с известным образцом, стекло интеллектуально идентифицировало цифру и направляло ее к правильному идентификатору. Он был даже достаточно умен, чтобы обнаруживать и правильно идентифицировать в режиме реального времени рукописную цифру «3», которая превращается в «8». Соавтор статьи Эрфан Хорам восхищается: «Тот факт, что мы смогли получить такое сложное поведение с помощью такой простой структуры, был действительно чем-то».
То, что это отождествление происходит, в конце концов, со скоростью света, делает его действительно убедительным достижением. «Волновая динамика распространения света обеспечивает новый способ выполнения аналоговых искусственных нейронных вычислений», - говорит Ю..
Может ли это быть полезным? О, да
Одним очевидным применением может быть стекло для распознавания изображений на лицевой панели телефонов. Аппаратное и программное обеспечение, необходимое в настоящее время для распознавания лиц, дорогое в производстве и расходует скудный заряд батареи при использовании.«Потенциально мы могли бы использовать стекло в качестве биометрического замка, настроенного на распознавание лица только одного человека», - сказал Ю. Поскольку принцип работы их системы предполагает пассивное взаимодействие со стеклом, отмечает он, «однажды построенная, она будет работать вечно, не нуждаясь в питании или Интернете, а это означает, что она сможет сохранить что-то для вас даже спустя тысячи лет».
Заключает Ю: «Мы всегда думаем о том, как мы создадим концепцию для машин в будущем, и представляем технологии, ориентированные на конкретные приложения. Это меняет почти все в том, как мы разрабатываем машинное зрение».