Questo piccolo sensore potrebbe aiutare le auto a guida autonoma e i robot a vedere meglio al buio.

      I ricercatori della Penn State hanno sviluppato un fotomemristor adattivo alla luce modellato sull'occhio umano che raggiunge oltre il 95% di accuratezza visiva in condizioni di illuminazione variabili.

      I ricercatori della Penn State hanno sviluppato un componente sensore adattivo alla luce che potrebbe rendere le telecamere dei veicoli autonomi e i robot molto più affidabili in condizioni di illuminazione variabili. Il lavoro, pubblicato lunedì su Nature Communications, prende spunto diretto da come l'occhio umano si adatta tra ambienti luminosi e scuri.

      Biologia come modello

      I sistemi di telecamere attuali nelle auto a guida autonoma sono tarati per un'illuminazione costante, il che significa che l'accuratezza diminuisce quando le condizioni cambiano rapidamente, come quando si passa da una strada buia ai fari in arrivo. Il team della Penn State, co-guidato dal professore di ingegneria Larry Cheng, ha cercato una soluzione nel sistema delle cellule a bastoncino e coni dell'occhio. Nell'occhio, le cellule a bastoncino contengono pigmenti che si schiariscono in presenza di luce intensa e si rigenerano gradualmente al buio, consentendo all'occhio di ricalibrare continuamente la propria sensibilità.

      Penn State

      I ricercatori hanno replicato quella dinamica in un nuovo tipo di fotomemristor, un piccolo sensore che cattura la luce e la converte in dati elettrici. Il loro design utilizza due materiali: un polimero conduttivo simile a un gel e ossido di titanio. Quando la luce colpisce l'ossido di titanio, genera una corrente che fa sì che il polimero assorba o rilasci acqua a seconda della luminosità, autoregolando efficacemente la sensibilità in tempo reale.

      95% di accuratezza in luce mista

      Per testare il design, il team ha costruito una matrice 4×4 di sensori e l'ha abbinata a una rete neurale, creando un sistema di visione artificiale di base. L'hanno sottoposto a una variazione del test standard della tabella oculistica, chiedendo di identificare una lettera LED "F" su uno sfondo sintonizzato su livelli di luminosità fluttuanti. Dopo sette cicli di addestramento, il sistema ha raggiunto oltre il 95% di accuratezza in condizioni di illuminazione mista.

      Ogni sensore misura solo mezzo millimetro di diametro, e Cheng afferma che le unità individuali possono essere collegate in matrici più grandi per rilevare schemi visivi più ampi senza cambiare le dimensioni fisiche di ciascun componente.

      Oltre ai veicoli autonomi, il team vede potenziali applicazioni nella robotica industriale e, più avanti, nella tecnologia assistiva per persone con disabilità visive. È stata presentata una domanda di brevetto provvisorio, e i prossimi passi prevedono l'espansione dei sensori in un sistema multimodale capace di elaborare simultaneamente dati visivi e tattili.

      Il fotomemristor si unisce a un elenco crescente di innovazioni nei sensori mirate a migliorare l'affidabilità dei veicoli autonomi, inclusa un'unità radar compatta sviluppata alla Rice University all'inizio di quest'anno.

      Pranob è un giornalista tecnologico esperto con oltre otto anni di esperienza nella copertura della tecnologia di consumo. Il suo lavoro è stato…

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