Onderzoekers hebben een chip gebouwd die net zo ‘ziet’ en ‘herinnert’ als mensen. Dat kan handig zijn voor onder meer zelfrijdende auto’s.

Er bestaat nog geen camera die zo goed kan zien als het menselijk oog. Of een geheugenchip die zo goed beelden kan opslaan als ons eigen geheugen. Toch doen wetenschappers dappere pogingen het menselijke visuele systeem na te bootsen. En met succes. Een team van de Australische RMIT University, onder leiding van Sumeet Walia, schrijft in Advanced Functional Materials over een chip die licht kan vangen, verwerken en bewaren zoals ook wij dat kunnen.

Lees ook:

• Elon Musk mag hersenchip op mensen testen
• Kunnen computerchips nog steeds sneller worden?
• Computerchip brengt informatie over met geluidsgolven

Neuromorfische visiechip

De robots van de toekomst moeten goed kunnen kijken. Op basis van die visuele informatie worden beslissingen genomen. Huidige beeldsensors volstaan niet. Ze bestaan namelijk uit verschillende onderdelen (zoals transistors, weerstanden en condensatoren), wat ze feitelijk traag en energie-slurpend maakt. Volgens Walia en collega’s vormen neuromorfische visiechips de toekomst.

Bij zo’n neuromorfische visiechip wordt alles in één gebracht; de optisch sensor, de processor én het geheugen. Daarin lijkt hij een beetje op ons eigen zenuwsysteem, waarin neuronen met elkaar samenwerken en hun krachten bundelen.

Specifieke patronen

Het belangrijkste materiaal in de nieuw ontwikkelde chip is in tin gedoopte indiumoxide. Deze stof vormt een lichtgevoelige plaat die duizendmaal dunner is dan een mensenhaar. Het grote voordeel van dit materiaal is dat het niet alleen licht opneemt, maar ook verwerkt in hapklare brokjes informatie en die weer opslaat in een specifiek patroon van elektrische geleidbaarheid van de individuele indiumoxidemoleculen.

Dat klinkt allemaal best ingewikkeld, maar volgens Walia en collega’s kun je dit systeem goed vergelijken met hoe het bij mensen werkt. Daar valt licht op het netvlies, waarna elektrische signalen in een specifiek patroon via de optische zenuw naar het geheugen in de hersenen gaan.

Vele toepassingen

En net als met het menselijke visuele systeem kan zo’n neuromorfische visiechip razendsnel real life beslissingen nemen. Een processor hoeft namelijk niet eerst een grote hoeveelheid nutteloze informatie door te spitten op zoek naar de juiste gegevens. Ook wordt de datastroom niet vertraagd door deze omweg.

Walia en collega’s hebben de chip nu alleen nog maar getest met ultraviolet licht, maar in de toekomst willen ze dit uitbreiden naar zichtbaar en infrarood licht. Dat maakt het apparaatje gelijk geschikt voor vele toepassingen. Denk aan zelfrijdende auto’s, robots werkzaam in een gevaarlijke omgeving (met gif of explosieven bijvoorbeeld) of in de voedingsindustrie en zelfs in de forensische wetenschap.

“Stel je een autonome auto voor die ander verkeer op de weg kan zien en herkennen op dezelfde wijze als een menselijke bestuurder”, zegt Walia. “Neuromorfische visiechips kunnen ons leven absoluut verrijken én veiliger maken.”

Bronnen: Advanced Functional Materials, RMIT University via EurekAlert!

Beeld: Will Wright/RMIT University

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!