भविष्य के स्वायत्त वाहनों और औद्योगिक कैमरों में मानव जैसी दृष्टि हो सकती है

  31 मई 2022 - भविष्य के स्वायत्त वाहनों और औद्योगिक कैमरों में मानव जैसी दृष्टि हो सकती है, हांगकांग और दक्षिण कोरिया के वैज्ञानिकों द्वारा हाल ही में प्रगति के लिए धन्यवाद। हांगकांग पॉलिटेक्निक यूनिवर्सिटी (पॉलीयू) और सियोल में योन्सी यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने दृष्टि सेंसर विकसित किए हैं जो मानव रेटिना की विभिन्न प्रकाश स्तरों के अनुकूल होने की क्षमता का अनुकरण करते हैं और उससे भी आगे निकल जाते हैं।



चाई की टीम द्वारा विकसित बायोइंस्पायर्ड विजन सेंसर 199 डीबी तक की प्रभावी रेंज के साथ अलग-अलग चमक के अनुकूल हो सकते हैं। मानव रेटिना लगभग 160 डीबी की सीमा के साथ सूर्य के प्रकाश से तारों के प्रकाश के वातावरण के अनुकूल हो सकता है।

"नए सेंसर दृश्य विश्लेषण और पहचान कार्यों के लिए उपयोग किए जाने वाले मशीन विजन सिस्टम में काफी सुधार करेंगे," एप्लाइड फिजिक्स विभाग के एसोसिएट प्रोफेसर और सहायक डीन (अनुसंधान), एप्लाइड साइंस एंड टेक्सटाइल्स, पॉलीयू के सहायक डीन कहते हैं, जिन्होंने नेतृत्व किया। शोध।

मशीन विजन सिस्टम कैमरे और कंप्यूटर हैं जो चेहरे की पहचान जैसे कार्यों के लिए छवियों को कैप्चर और संसाधित करते हैं। उन्हें प्रकाश की एक विस्तृत श्रृंखला में वस्तुओं को "देखने" में सक्षम होना चाहिए, जो जटिल सर्किटरी और जटिल एल्गोरिदम की मांग करता है। मानव मस्तिष्क के विपरीत वास्तविक समय में बड़ी मात्रा में दृश्य जानकारी को संसाधित करने के लिए ऐसी प्रणालियां शायद ही कभी पर्याप्त कुशल होती हैं।चाई की टीम द्वारा विकसित नए बायोइंस्पायर्ड सेंसर बैकएंड गणना पर निर्भर होने के बजाय सेंसर द्वारा विभिन्न प्रकाश तीव्रता को सीधे अनुकूलित करके समाधान प्रदान कर सकते हैं। मानव आंख रोशनी के विभिन्न स्तरों के अनुकूल होती है, बहुत अंधेरे से बहुत उज्ज्वल और इसके विपरीत, जो हमें प्रकाश की एक श्रृंखला के तहत वस्तुओं को सटीक रूप से पहचानने की अनुमति देता है। नए सेंसर का लक्ष्य इस अनुकूलन क्षमता की नकल करना है।

डॉ चाई बताते हैं, "मानव पुतली आंख में प्रवेश करने वाले प्रकाश की मात्रा को समायोजित करने में मदद कर सकती है, लेकिन चमक के लिए मुख्य अनुकूलन रेटिना कोशिकाओं द्वारा किया जाता है।" प्राकृतिक प्रकाश की तीव्रता एक बड़ी रेंज, 280 डीबी तक फैली हुई है। प्रभावशाली ढंग से, डॉ चाई की टीम द्वारा विकसित किए गए नए सेंसर में 199 डीबी तक की प्रभावी रेंज है, जबकि पारंपरिक सिलिकॉन-आधारित सेंसर के लिए केवल 70 डीबी है। मानव रेटिना लगभग 160 डीबी की सीमा के साथ सूर्य के प्रकाश से तारों के प्रकाश के वातावरण के अनुकूल हो सकता है।

इसे प्राप्त करने के लिए, अनुसंधान दल ने परमाणु-स्तर अल्ट्रैथिन मोलिब्डेनम डाइसल्फाइड की दोहरी परत, अद्वितीय विद्युत और ऑप्टिकल गुणों के साथ एक अर्धचालक का उपयोग करके प्रकाश डिटेक्टरों को विकसित किया, जिन्हें फोटोट्रांसिस्टर्स कहा जाता है। शोधकर्ताओं ने तब "चार्ज ट्रैप स्टेट्स" की शुरुआत की - एक ठोस क्रिस्टलीय संरचना में अशुद्धता या खामियां जो चार्ज की गति को प्रतिबंधित करती हैं - दोहरी परत तक।"ये जाल राज्य प्रकाश जानकारी के भंडारण को सक्षम करते हैं," शोधकर्ताओं की रिपोर्ट करते हैं, "और पिक्सेल स्तर पर डिवाइस के ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक गुणों को गतिशील रूप से संशोधित करते हैं।" इलेक्ट्रॉनों की गति को नियंत्रित करके, जाल राज्यों ने शोधकर्ताओं को फोटोट्रांसिस्टर्स द्वारा संचालित बिजली की मात्रा को ठीक से समायोजित करने में सक्षम बनाया। इसने बदले में उन्हें डिवाइस की प्रकाश संवेदनशीलता, या प्रकाश का पता लगाने की क्षमता को नियंत्रित करने की अनुमति दी।

प्रत्येक नया विज़न सेंसर ऐसे फोटोट्रांसिस्टर्स की सरणियों से बना है। वे मानव आंख की छड़ और शंकु कोशिकाओं की नकल करते हैं, जो क्रमशः मंद और उज्ज्वल प्रकाश का पता लगाने के लिए जिम्मेदार होते हैं। नतीजतन, सेंसर अलग-अलग रोशनी वाले वातावरण में वस्तुओं का पता लगा सकते हैं और साथ ही साथ स्विच कर सकते हैं, और चमक के अलग-अलग स्तरों के अनुकूल हो सकते हैं - मानव आंख की तुलना में और भी अधिक रेंज के साथ।

"सेंसर हार्डवेयर जटिलता को कम करते हैं और विभिन्न प्रकाश स्थितियों के तहत छवि विपरीतता को बहुत बढ़ाते हैं," डॉ चाई कहते हैं, "इस प्रकार उच्च छवि पहचान दक्षता प्रदान करते हैं।"

ये उपन्यास बायोइन्स्पायर्ड सेंसर ऑटोनॉमस वाहनों और निर्माण में उपयोग की जाने वाली कृत्रिम दृष्टि प्रणालियों की अगली पीढ़ी के साथ-साथ एज कंप्यूटिंग और इंटरनेट ऑफ थिंग्स में रोमांचक नए अनुप्रयोगों की खोज कर सकते हैं।
शोध नेचर इलेक्ट्रॉनिक्स में प्रकाशित हुआ था।

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