Umjetna mrežnica čita rukom pisane brojeve

Istraživači na sveučilištu KAUST (King Abdullah University of Science and Technology) u Saudijskoj Arabiji, napravili su umjetnu mrežnicu od materijala koji se temelji na mineralu kalcij-titan-oksida koji se sastoji od kalcij-titanata pod nazivom perovskit, a u stanju je detektirati svjetlost na sličan način kao ljudsko oko. U testovima je uređaj čak mogao prepoznati i ručno ispisane brojeve.

Oči ljudi i drugih sisavaca rade zahvaljujući fotoreceptorskim stanicama, štapićima i čunjevima u mrežnici, koje apsorbiraju dolazne fotone i šalju električne signale u mozak. Za novu studiju, istraživači KAUST-a odlučili su oponašati taj proces u umjetnom uređaju.

Ključni sastojak je perovskit, materijal koji je vrlo učinkovit u apsorpciji svjetlosti i kao takav se pojavljuje kao predvodnik u sljedećoj generaciji solarnih ćelija. U ovom slučaju, tim je iskoristio tu sposobnost apsorbiranja svjetlosti kako bi napravio senzor.

Nanokristali perovskita bili su ugrađeni u polimer, a zatim je taj sloj bio u sendviču između dvije elektrode – aluminijske na dnu i indijevog kositrenog oksida na vrhu. Ova gornja elektroda je urezana kako bi svjetlost prošla do sloja perovskita, stvarajući niz fotoreceptora. Izrađeni su na poliimidnoj podlozi koja omogućuje da se uređaj savija u bilo koji oblik koji je potreban, kao što je oblik ljudske mrežnice.

Za obradu ulaznog svjetla, ovaj niz fotoreceptora bio je spojen na CMOS senzor i neuronsku mrežu sa 100 izlaznih neurona. U testovima s nizom 4 x 4, uređaj je bio osvijetljen LED diodama različitih boja i ustanovljeno je da je optički odgovor vrlo sličan onom ljudskog oka, pri čemu je sustav posebno osjetljiv na zeleno svjetlo. U drugim je testovima sustav čak mogao prepoznati rukom ispisane brojeve s točnošću od 72 posto.

Unatoč svojoj biološkoj inspiraciji, ova umjetna mrežnica vjerojatno neće biti korištena za ljudske transplantacije, jer tim kaže da bi se u daljem razvoju ovaj uređaj koristio za izradu naprednijih sustava vida za kamere i robote.

"Krajnji cilj našeg istraživanja u ovom području je razviti učinkovite neuromorfne senzore vida za izgradnju učinkovitih kamera za primjenu računalnog vida", rekao je Khaled Nabil Salama, vodeći autor studije. "Postojeći sustavi koriste fotodetektore koji zahtijevaju snagu za svoj rad i stoga troše puno energije, čak i u stanju pripravnosti. Za razliku od njih, fotoreceptori koji smo predložili su kapacitivni uređaji koji ne troše statičku snagu za svoj rad."

Istraživanje je objavljeno u časopisu Light: Science & Applications i možete ga pronaći na ovoj poveznici.