Этот маленький прозрачный чип превращает дешевый смартфон в камеру профессионального уровня

Детали разработки

Экспериментальный двумерный полупроводник может использовать силу окружающего света, чтобы служить "умным фильтром" и значительно улучшить качество фотографий, сделанных дешевыми камерами. Платформа размером 0,4 на 0,4 дюйма (1 на 1 сантиметр) изготовлена из массива 100 на 100 пикселей, толщина которого составляет лишь несколько атомов, то есть чип является прозрачным.

Смотрите также Конкурент Neuralink: Meta работает над браслетом, которым можно будет управлять силой мысли

Каждый из 10 000 пикселей в фильтре является "оптоэлектронным нейроном" – так ученые назвали созданную ими структуру. Каждая структура состоит из прозрачного фототранзистора, который превращает частицы света в электроны, и жидкокристаллического модулятора, который образует слой, когда все пиксели объединены. Этот слой затем был подключен к массиву электродов.

Эта визуальная вычислительная платформа реагирует на окружающий свет и регулирует пиксели, делая их частично прозрачными или непрозрачными, чтобы избирательно уменьшить яркие пятна или блики. В экспериментах ученые соединили камеру смартфона с фильтром, чтобы уменьшить блики на изображениях, сделанных с помощью камеры смартфона.

По словам исследователей, эта технология не только открывает путь к более качественным изображениям со смартфонов, но и может быть использована в системах зондирования и обнаружения, например, в автономных транспортных средствах, или для поиска крошечных дефектов на сборочных линиях роботов. Для рядового потребителя они стоят слишком дорого, а потому смогут использоваться в научных и промышленных условиях.

Недорогое устройство размером в пару сантиметров может заставить маломощную камеру работать как камера сверхвысокого разрешения,
– говорит соавтор исследования Айдоган Озджан, профессор электротехники и компьютерной инженерии в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе.

Ученые объясняют свою технологию: видео на английском

Вычисления на основе света - это новая отрасль, в которой проводится много экспериментов, создающих прототипы устройств и микросхем. Например, недавно ученые предложили процессор на свете, который может обеспечить работу сверхумной системы искусственного интеллекта. Другая команда недавно предложила подобный чип, который можно встроить в существующие компоненты, чтобы ускорить обучение ИИ.

Но для работы вычислений на основе света обычно нужны мощные инфракрасные лазеры. Они работают в узком диапазоне электромагнитного спектра и со временем поглощают свет, что может замедлить время обработки данных. Альтернативой является использование энергоэффективных материалов, которые могут поглощать много света, но бесполезны в тех сферах, где нужна прозрачность — например, в фотографии — из-за их слишком большой толщины.

Разница между предыдущими разработками и этим новым "умным фильтром" заключается в том, что он работает на маломощном окружающем свете, который можно найти где угодно, вместо мощных лазеров, и использует 2D прозрачный полупроводниковый материал.