يُتوقع أن يُحدث هذا الابتكار نقلة نوعية في تقنيات الرؤية الروبوتية وسلامة المركبات ذاتية القيادة.
يستند المستشعر إلى دمج النقاط الكمومية، وهي مواد نانوية حساسة للضوء، مع هياكل مستوحاة من الطبيعة، مما يجمع بين مفاهيم علم الأعصاب والهندسة لتحقيق أداء استثنائي.
ويُعد هذا الابتكار جزءاً من التقدم الملحوظ في مجال الروبوتات، حيث شهدنا، على سبيل المثال، تطوير نظام "PanoRadar" بجامعة بنسلفانيا، الذي يحول موجات الراديو إلى صور ثلاثية الأبعاد باستخدام الذكاء الاصطناعي.
يتميز المستشعر الجديد بمحاكاة قدرة العين البشرية على التكيف مع تغيرات الإضاءة، مثل الانتقال من الظلام إلى الضوء الساطع. ويستخدم نقاط كمومية من "كبريتيد الرصاص" مدمجة مع طبقات من البوليمر وأكسيد الزنك، مما يتيح ضبط الشحنات الكهربائية وفقاً لظروف الإضاءة، على غرار تخزين العين للأصباغ الحساسة للضوء.
وأوضح الباحث يون يي: "مستشعرنا يحتجز الشحنات الكهربائية مثل الإسفنجة، ثم يطلقها حسب الحاجة، محاكياً آلية العين البشرية."
يقلل المستشعر من معالجة البيانات غير الضرورية، مما يوفر الطاقة ويخفف العبء الحسابي مقارنة بالأنظمة التقليدية. وأضاف يي: "يعالج المستشعر المعلومات من المصدر بتركيز على البيانات المهمة فقط، مشابهاً لتركيز العين البشرية، مما يعزز الكفاءة ويقلل استهلاك الطاقة."
يُمكّن هذا الابتكار المركبات ذاتية القيادة من التنقل بسلاسة بين بيئات الإضاءة المتفاوتة، مثل الأنفاق المظلمة وأشعة الشمس الساطعة، ويسمح للروبوتات بالعمل بكفاءة في ظروف إضاءة متنوعة. ويخطط الفريق لتوسيع نطاق الدراسة من خلال دمج مصفوفات أكبر من المستشعرات وربما رقائق ذكاء اصطناعي طرفي لمعالجة البيانات مباشرة، مما يفتح آفاقاً جديدة في مجال الرؤية الآلية.
نُشرت الدراسة في مجلة Applied Physics Letters، مما يعكس الأهمية العلمية لهذا الإنجاز وإمكانياته في إعادة تشكيل مستقبل الروبوتات والمركبات الذاتية.