طور مهندسون من جامعة RMIT الأسترالية جهازا عصبيا يحاكي عمل الدماغ البشري، حيث يستطيع التعرف على حركات اليد، وتخزين الذكريات، ومعالجة البيانات المرئية في الوقت الفعلي.

ويُعد هذا الابتكار واعدا في مجال الروبوتات والمركبات ذاتية القيادة وأنظمة التفاعل البشري.

وقام فريق علمي بقيادة البروفيسور سوميت واليا رئيس مركز المواد والمستشعرات البصرية الإلكترونية بتطوير الجهاز باستخدام مادة فائقة الرقة من ثنائي كبريتيد الموليبدينوم (MoS₂) تلتقط الضوء وتحوّله إلى إشارات كهربائية تشبه عمل الخلايا العصبية في الدماغ. ويعمل الجهاز بطريقة مشابهة للدماغ، حيث يخزن الإشارات، ثم يُطلق "نبضات" عند تراكمها بما يكفي. وبفضل ذلك، يستجيب الجهاز للتغيرات المحيطة فورا دون استهلاك طاقة أو وقت كبير في معالجة البيانات.

وأوضح البروفيسور قائلا: "هذا الجهاز التجريبي يحاكي قدرة العين البشرية على التقاط الضوء وقدرة الدماغ على معالجة المعلومات البصرية، مما يجعله يشعر بالتغيرات البيئية على الفور ويُكوِّن ذكريات دون الحاجة إلى كميات هائلة من البيانات أو الطاقة."

وفي الاختبارات حقق الجهاز دقة 75% في التعرف على الصور الثابتة بعد إجراء 15 دورة للتدريب، و80% في تنفيذ المهام الديناميكية بعد 60 دورة، كما يستطيع اكتشاف حركة اليد عبر الإدراك الكنتوري، مما يقلل الحاجة إلى معالجة كل إطار على حدة ويوفر الطاقة. وتجعله "الذكريات" المخزنة للتغيرات المشهدية أقرب إلى الدماغ البشري.

ويرى الباحثون أن هذه الأنظمة العصبية لها إمكانات هائلة في تطوير تقنيات ذكية موفرة للطاقة.

وأضاف الحوراني، أحد مؤلفي الدراسة:"تمكّن التقنية العصبية الشكلية الروبوتات من التعرف على سلوك الإنسان بسرعة ودقة أكبر، وهو أمر بالغ الأهمية في البيئات الصناعية أو المنزلية عند العمل بالقرب من البشر."

وأكد واليا قائلا:" على عكس الأنظمة الرقمية التي تستهلك طاقة كبيرة لمعالجة البيانات، يعمل جهاز RMIT بطريقة تماثلية تشبه الدماغ، مما يجعله مثاليا لتنفيذ المهام في الوقت الفعلي. ويُعد هذا الأمر حاسما للمركبات الذاتية، حيث يمكن لرد الفعل السريع تجاه التغيرات المرئية إنقاذ الحياة، وستتمكن الرؤية العصبية الصناعية من اكتشاف التغيرات في البيئة حال حدوثها تقريبا دون معالجة كميات ضخمة من البيانات، مما يضمن استجابة أسرع، وبالتالي إنقاذ الحياة."

ويتفوق الجهاز أيضا على أنظمة الأشعة فوق البنفسجية السابقة، حيث يعمل في الطيف المرئي ويدعم إعادة ضبط الذاكرة للمهام الجديدة، الأمر الذي يفتح الباب أمام تطبيقات أكثر تعقيدا، مثل الرؤية بالأشعة تحت الحمراء لمراقبة الانبعاثات أو الكشف عن السموم.

واختتم واليا قائلا: "نرى أن عملنا هو مكمل للحوسبة التقليدية، وليس بديلا عنها. وتقدم التقنية العصبية ميزات في معالجة البيانات المرئية حيث تكون كفاءة الطاقة والمعالجة الفورية ضرورية."

نُشر البحث في مجلة Advanced Materials Technologies.

المصدر: nauka.ru