طوّر فريق من العلماء في جامعتي واشنطن وبرينستون بالولايات المتحدة الأمريكية نوعًا جديدًا من الكاميرات المدمجة المصممة للرؤية الحاسوبية، تعالج الصور فور التقاطها للرؤية، وذلك باستخدام تقنيات مبتكرة تدمج البصريات بالحوسبة.
وأرجعت دراسة جديدة نشرتها مجلة "Science Advances" أهمية الابتكار في جعل الأجهزة "تفهم ما تراه"، وهو ما يتطلب معالجة وتحليل صور الفيديو أو الصور الثابتة بشكل مشابه للطريقة التي يعالج بها الدماغ البشري الصور.
وذكرت الدراسة أن النموذج الأولي الجديد للكاميرا يسمح بالعمل بسرعة الضوء مع تقليل استهلاك الطاقة، ما يجعلها قادرة على التعرف على الأشياء بسرعة وكفاءة.
وأوضح فريق البحث أن هذه التقنية تحقق ميزتين، الأولى تسريع عملية التعرف على الصور وتصنيفها بما يزيد على 200 مرة، مقارنة بالشبكات العصبية التقليدية التي تعتمد على الحوسبة باستخدام أجهزة الكمبيوتر الاعتيادية، مع الحفاظ على مستوى الدقة نفسه، إضافة إلى تقليل استهلاك الطاقة بفضل الاعتماد على الضوء الوارد بدلًا من الكهرباء لتنفيذ العمليات الحسابية.
واستبدل العلماء العدسة التقليدية للكاميرا، المصنوعة عادة من الزجاج أو البلاستيك، بطبقات من 50 عدسة ميتا، وهي مكونات بصرية مسطحة وخفيفة الوزن تستخدم هياكل نانوية مجهرية للتلاعب بالضوء، وتم دمج هذه العدسات لتعمل كشبكة عصبية بصرية، وهو ما يعد نوعًا من الذكاء الاصطناعي المستوحى من دماغ الإنسان.
وأوضح أركا ماجومدار، أستاذ الهندسة الكهربائية والحاسوبية والفيزياء في جامعة واشنطن، أن هذا الابتكار يختلف تمامًا عن البصريات التقليدية، حيث يسمح بدمج الحسابات مباشرة في البصريات، ما يتيح إجراء العديد من العمليات الحسابية ضمن هيكل العدسة نفسها.
كما أكد فيليكس هايد، الأستاذ المساعد في علوم الكمبيوتر بجامعة برينستون، أن التطبيقات المستقبلية لهذه التقنية تتمثل في العديد من المجالات، مثل السيارات والشاحنات ذاتية القيادة والروبوتات والأجهزة الطبية، وكذلك الهواتف الذكية، لافتًا إلى أن الابتكار يستهدف إدخال الحسابات التي تجرى عادة إلكترونيًا في البصريات نفسها، لتتم بسرعة الضوء، وأنه بفضل هذا التصميم، تم تطوير نظام رؤية كمبيوتر يتيح إجراء العديد من الحسابات بصريًا، دون الحاجة إلى معالجات إلكترونية معقدة.
يشار إلى أن فريق البحث يعتزم العمل مع مجموعات بيانات أكثر تعقيدًا، مثل اكتشاف الكائنات داخل الصور، بهدف تحسين دقة الرؤية الحاسوبية في مختلف التطبيقات.