Камеры автономных автомобилей и роботов хорошо работают либо при ярком дневном свете, либо в темноте, но ночью на трассе фары других машин создают яркие пятна на темном фоне. Обычные системы машинного зрения фиксируют один диапазон яркости, и отбрасывает детали, например, красный стоп-сигнал становится неотличим от фона.

Инженеры из Университета штата Пенсильвания разработали фотонный мемристор. Устройство состоит из полимера PEDOT: PSS и оксида титана. Оксид титана улавливает свет и превращает его в электрический ток. Напряжение, проходя сквозь полимер, меняет его абсорбирующую способность. В темноте этот материал быстро впитывает влагу, а на свету отдает ее. Таким образом, устройство самостоятельно регулирует чувствительность в зависимости от состояния окружающей среды, пишет Techxplore.

Сначала ученые протестировали его, подвергнув воздействию ультрафиолета разной интенсивности. Тесты показали, что фотомемристоры могут более эффективно и точно определять интенсивность ультрафиолетового излучения, обеспечивая при этом стабильные показания независимо от внешней влажности. При этом диаметр каждого фотомемристора всего около 0,5 мм.

Для дальнейшей оценки эффективности был разработан эксперимент, напоминающий офтальмологический тест. Массив фотомемристоров размером 4×4 был интегрирован с нейросетью, чтобы получилась примитивная система машинного зрения, вроде той, что используются в автомобилях и роботах. Затем команда разместила ряд светодиодов в форме буквы «F» на фоне светодиодов с регулируемой яркостью. Всего после семи итераций обучения устройство в сочетании с нейросетью смогло распознавать буквенные узоры с точностью более 95% в условиях смешанного освещения.

«Наши глаза лучше адаптируются к различным условиям освещения, но для полной адаптации может потребоваться от 20 до 30 минут, — сказал Ченг. — Фотомемристоры могут адаптироваться к условиям освещения гораздо быстрее, чем человеческий глаз, при этом сохраняя подробную информацию об окружающей среде».

Ближайшая цель разработчиков — создать мультимодальную сенсорную систему на одном чипе, способную одновременно интерпретировать визуальные и тактильные данные окружающей среды.

В прошлом году китайские ученые рассказали об изобретении новой камеры без линз. Благодаря нелинейным кристаллам она создает четкие изображения в среднем инфракрасном диапазоне при слабом освещении и на больших расстояниях. Также она может создавать точные трехмерные изображения даже при крайне слабом освещении.