«Умное стекло» способно распознавать изображение без сенсоров и затрат энергии

Команда инженеров из Университета Висконсин-Мэдисон, США, создала первый прототип стеклянной панели, обладающей функцией распознавания рукописного текста. Особенность изобретения в том, что это исключительно пассивная система, в которой отсутствуют механизмы или электронные компоненты. Весь процесс распознавания происходит за счет особой структуры данного стеклянного массива и работа этого «умного стекла» практически не требует больших затрат энергии.

По сути, внутри пластины из стекла расположена узкоцелевая нейросеть, проводящая нейроморфные вычисления буквально со скоростью света, но пока только в ограниченном диапазоне значений. В примере – числа от 0 до 9, которые рисуются по освещенной платформе, чтобы затем отраженный от точек в изображении свет был пропущен через стеклянную пластину. Внутри стекла содержится множество крохотных пузырьков-линз, которые отражают свет, а также такие же крошечные фрагменты, изготовленные из графена, которые поглощают свет.

Весь секрет “умного стекла” заключается в архитектуре внутренней структуры пластины, где отражающие и поглощающие свет элементы расположены таким образом, чтобы свет проходил только по определенному маршруту. Их большое множество, но оно ограничено. Каждый раз, когда мы рисуем на стекле какую-нибудь линию, импульсы света мгновенно пробегают сквозь внутренний лабиринт, чтобы выйти в какой-то из точек, соответствующих распознанной цифре. Чем больше рисунок похож на какую-нибудь цифру, тем больше импульсов света пройдет по подходящему для нее маршруту через стекло и тем интенсивнее будет свечение на выходе, в нужной точке. Поэтому авторы разработки сравнивают изобретение с нейросетью, поскольку вместо распознавания четких, фиксированных значений здесь также имеется алгоритм «обучения», который работает на основе различных изображений.

Очевидный недостаток такого «умного стекла» заключается в том, что его невозможно настроить в ходе работы, это уже законченное изделие с неизменными свойствами. Но это же является и его преимуществом. Представьте «глаз» робота-автомобиля, который будет безошибочно различать цвета светофора, но будет стоить копейки и работать практических в любых условиях. Или же множество датчиков в обшивке боевого робота, работу которого не сможет засечь вражеский сенсор, поскольку его активность никак не проявляется. А уже в следующей версии такого «умного стекла» его разработчики планируют реализовать функцию распознавания лиц, чтобы сделать, например, дверной замок, который никогда не откроет дверь никому, кроме самого хозяина.