Резкие перемены освещенности на некоторое время слепят как людей, так и роботов. Но человеческий глаз умеет адаптироваться к таким неприятностям. Новый сенсор на квантовых точках имитирует эту способность человеческого зрения. Автор видит его перспективы в беспилотном транспорте и других областях робототехники.
При ослепительно ярком свете или в кромешной тьме наши глаза могут приспособиться к экстремальным условиям освещения в течение нескольких минут. Зрительная система человека, включая глаза, нейроны и головной мозг, способна запоминать настройки, чтобы быстрее адаптироваться при следующем столкновении с подобными проблемами освещения.
В статье, опубликованной в журнале Applied Physics Letters, ученые из Университета Фучжоу в Китае рассказали о разработке сенсора машинного зрения, который использует квантовые точки для адаптации к экстремальным изменениям освещенности гораздо быстрее, чем это может сделать глаз — примерно за 40 секунд, — имитируя ключевые особенности поведения человеческого глаза. Их результаты могут кардинально изменить ситуацию с роботизированным зрением и безопасностью безэкипажных автомобилей и других транспортных средств.
Квантовые точки — это наноразмерные полупроводники, которые эффективно преобразуют свет в электрические сигналы. Инновация заключается в разработке квантовых точек, которые намеренно удерживают заряды, как вода в губке, а затем высвобождают их при необходимости — аналогично тому, как глаза накапливают светочувствительные пигменты для работы в темноте.
Высокая скорость адаптации датчика обусловлена его уникальной конструкцией: квантовые точки из сульфида свинца встроены в слои полимера и оксида цинка. Устройство реагирует динамически, улавливая или высвобождая электрические заряды в зависимости от освещения.
Многослойная конструкция в сочетании со специализированными электродами доказала свою высокую эффективность в имитации человеческого зрения и оптимизации его светочувствительности для достижения наилучших результатов.
Сочетание квантовых точек, которые являются светочувствительными наноматериалами, и структур, созданных на основе биотехнологий, позволило нам гармонично объединить нейронауку и инженерию.
Источник