मानव आँख से प्रेरित अनुप्रयोगों का निर्माण

कंप्यूटिंग शक्ति दुनिया भर के समाजों के तकनीकी, औद्योगिक और आर्थिक विकास का एक प्रमुख चालक है। माइक्रोप्रोसेसरों के आगमन के बाद से, हमने मानव मस्तिष्क द्वारा आवश्यक समय के एक अंश में जटिल गणना करने के लिए मशीनों की कंप्यूटिंग शक्ति पर भरोसा किया है।

लेकिन कच्ची कम्प्यूटेशनल शक्ति, जो जटिल गणनाओं में मानव मस्तिष्क से आगे निकल जाती है, मनुष्यों की क्षमता को पहचानने और उन पर कार्य करने की क्षमता की तुलना में, या, उदाहरण के लिए, भीड़ में किसी व्यक्ति के चेहरे की पहचान करने की क्षमता में वृद्धि होती है।

प्रोफेसर खालिद सलामा के पास एक लचीला फोटोरिसेप्टर सरणी है जिसे उन्होंने गढ़ा है। छवि क्रेडिट: कौस्तु

न्यूरोमॉर्फिक इंजीनियरिंग or न्यूरोमॉर्फिक कंप्यूटिंग मानव मस्तिष्क से प्रेरित विज्ञान की एक शाखा जो व्यावहारिक कंप्यूटर सिस्टम की संरचना को बनाने और व्यवस्थित करने पर केंद्रित है। कृत्रिम तंत्रिका तंत्र के डिजाइन के लिए मस्तिष्क कैसे कार्य करता है, इसके बारे में हम जो कुछ जानते हैं उसे लागू करके, वैज्ञानिक अधिक जानने के लिए कृत्रिम बुद्धि (एआई) और मशीन सीखने में महत्वपूर्ण प्रगति का पूरा लाभ उठा सकते हैं। बेहतर कंप्यूटर दृष्टि प्रणाली, स्वायत्त रोबोट और कार , स्मार्ट सेंसर, और कई अन्य अनुप्रयोग।

किंग अब्दुल्ला विज्ञान और प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय (KAUST) के शोधकर्ताओं की एक टीम सेंसर लैबद्वारा मार्गदर्शित प्रोफेसर खालिद नबील सलाम, कुशल दृष्टि सेंसर बनाने के लिए मस्तिष्क की नकल करने वाले न्यूरोमॉर्फिक सर्किट विकसित करने पर केंद्रित है। इस साल की शुरुआत में प्रकाशित एक पेपर में, प्रकृति शीर्षक”बायोमिमेटिक रेटिना के लिए लचीले कैपेसिटिव फोटोरिसेप्टरवैज्ञानिकों की टीम ने मानव आंख के रेटिना के समान हाइब्रिड पेरोव्स्काइट-आधारित लचीले फोटोरिसेप्टर पर एक दिलचस्प अध्ययन का विवरण दिया है, जिसकी क्षमता को प्रकाश उत्तेजना द्वारा ट्यून किया जा सकता है।

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इलेक्ट्रिकल इंजीनियर अपनी विशेषताओं को बदलकर कैपेसिटर को ट्यून करने के आदी हैं। फिर भी, समूह के छात्रों के लिए यह जानना एक दिलचस्प खोज थी कि कैपेसिटर के गुण न केवल उन पर प्रकाश डालने से बदलते हैं, बल्कि यह कि वे प्रकाश के रंग के आधार पर अलग तरह से प्रभावित होते हैं, जैसे हरा, नीला, या लाल।

“हमने पाया कि यह जिस सीमा को प्रभावित करता है वह मानव आंख के समान सीमा है। इसे हम दृश्यमान सीमा कहते हैं। इसलिए हमने इसे एक संधारित्र से अधिक के रूप में सोचना शुरू कर दिया। प्रकाश में प्रवेश करने पर आंख अपने गुणों को बदल देती है, इसलिए यह देखा एक आँख की तरह,” सलामा ने कहा।

सेंसर लैब वैज्ञानिकों के लिए अगला कदम छवि लक्षण वर्णन और मस्तिष्क पैटर्न मान्यता पर काम कर रहे विश्वविद्यालय सहयोगियों की विशेषज्ञता की तलाश करना था ताकि एक पूर्ण प्रणाली का निर्माण किया जा सके जो दृष्टि और प्रसंस्करण को जोड़ता है।प्रोफेसर के साथ सहयोग करें बून ओहऑप्टिकल डिटेक्शन सिस्टम में विशेषज्ञता वाली टीम का उद्देश्य अनिवार्य रूप से आंख को मस्तिष्क से जोड़ना था। यह मस्तिष्क को उस वस्तु की पहचान करने की अनुमति देता है जब आंख कुछ देखती है।

उपयोगी अनुप्रयोग जो ऊर्जा बचाने में मदद करते हैं

एक स्थायी भविष्य के बारे में चिंतित अमीर और उभरते दोनों देशों के लिए स्मार्ट सिटी विकास प्राथमिकता बन गया है। डिजिटाइजेशन, डेटा ऑप्टिमाइजेशन और कम्प्यूटेशनल प्रोसेसिंग को पावर देने के लिए आवश्यक ऊर्जा मुख्य प्राथमिकताएं हैं। सेंसर सर्वव्यापी हैं, स्मार्टफ़ोन में कैमरे से लेकर जो लोग अपने दैनिक जीवन को कैप्चर करने के लिए उपयोग करते हैं, सुरक्षा निगरानी और निगरानी के लिए, और तेजी से निर्णय लेने में सक्षम बनाने के लिए आवश्यक हैं। वृद्धि।

सलामा ने कहा, “चूंकि सेल्फ-ड्राइविंग कारें ड्राइवर की जरूरत को खत्म कर देती हैं, इसलिए हम वास्तव में वाहन के पर्यावरण की निगरानी के लिए सेंसर, कैमरा और लेजर का उपयोग कर रहे हैं।” “इस तरह की तकनीक के साथ, सेल्फ-ड्राइविंग कारें वास्तव में तेजी से नेविगेट कर सकती हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि छवियों को कंप्यूटर पर भेजा जाता है और कार को टूटने और बाधा से टकराने से बचाने के लिए विश्लेषण किया जाता है। क्योंकि मैं ऐसा करने से पहले आपको प्रतिक्रिया देने के लिए इंतजार नहीं कर सकता। ।”

न्यूरोमॉर्फिक कंप्यूटिंग प्रसंस्करण गति और सटीकता को बढ़ाकर बिजली बचाने में मदद करती है। इसका मतलब है कि एक सटीक कैलकुलेटर की तुलना में मानव मस्तिष्क जैसा दिखने वाला हार्डवेयर बनाना। ऐसे उपकरणों की आवश्यकता बढ़ रही है जो मानव रेटिना के फोटोरिसेप्टर को दोहराते हैं, जैसे सेंसर।

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एक अच्छा उदाहरण एक सुरक्षा कैमरा है जो बिना यह जाने कि क्या कैप्चर किया जा रहा है, लगातार फ़ोटो और वीडियो रिकॉर्ड करता है। निरंतर रिकॉर्डिंग में बहुत अधिक ऊर्जा और कंप्यूटिंग शक्ति की खपत होती है। इस जानकारी को प्रसारित करने के लिए आवश्यक डेटा संचार भी है। एक पारंपरिक कैमरे के बजाय एक कैपेसिटर को कैलिब्रेटेड विज़ुअल सेंसर के रूप में डिजाइन और उपयोग करने से बहुत अधिक बिजली की बचत हो सकती है।

सलामा ने कहा, “मस्तिष्क दृश्य की छवियों का मूल्यांकन करता है, इसलिए अब हमारे पास एक प्रकार का सुरक्षा कैमरा है जो नकल करता है कि मनुष्य चीजों को कैसे देखता है।”

न्यूरोमॉर्फिक दृष्टि अनुप्रयोगों के लिए KAUST शोधकर्ताओं द्वारा प्रस्तावित सेंसर की क्षमता बहुत अधिक है। यह पहुंच को संवेदन से धारणा तक बढ़ाता है और मशीन लर्निंग और डीप न्यूरल नेटवर्क द्वारा समर्थित है।

उदाहरण के लिए, ड्रोन में ऐसा कैमरा ड्रोन के उड़ान समय को बहुत अधिक अनुकूलित कर सकता है, जो आमतौर पर एक घंटे से अधिक नहीं होता है। कुछ अनुप्रयोगों में, जैसे कि सैन्य, ड्रोन को कैप्चर की गई छवियों के आधार पर पूर्वनिर्धारित कार्रवाई करने की आवश्यकता हो सकती है। कार्रवाई से पहले किसी को भी जानकारी भेजने की आवश्यकता के बिना डिवाइस द्वारा ये निर्णय तुरंत किए जा सकते हैं।

KAUST टीम अब छोटे 10×10 पिक्सेल समाधान से आगे के आकार और रिज़ॉल्यूशन को मापना चाह रही है। इंजीनियरिंग कार्य में अन्य प्रकार की सामग्रियों की जांच भी शामिल है जो अधिक सटीकता और संवेदनशीलता प्रदान कर सकती हैं।

चटनी: कौस्तो