أسرع بـ 200 مرة: كاميرا جديدة تحدد الأجسام بسرعة الضوء، ويمكنها مساعدة السيارات ذاتية القيادة

طوّر باحثون من جامعتي واشنطن وبرينستون كاميرا صغيرة جديدة تعتمد على البصريات الحاسوبية، تتعرف على الأشياء بسرعة الضوء وتستهلك كهرباء أقل. الابتكار يُعدّ خطوة إلى الأمام في مجال الرؤية الحاسوبية، وهو فرع من الذكاء الاصطناعي يُمكّن الأجهزة من فهم الصور والفيديو.

التكنولوجيا نتجت عن تعاون أركا ماجومدار، أستاذ الهندسة والفيزياء في واشنطن، مع فيليكس هايد، أستاذ علوم الحاسوب في برينستون. النموذج الأولي يستخدم عدسات "ميتا"، وهي طبقات رقيقة تحمل هياكل نانوية دقيقة تتحكم في الضوء وتعمل كشبكة عصبية بصرية. العدسات تنفذ العمليات الحسابية بالضوء نفسه، فتُسرّع النظام 200 مرة مقارنة بالشبكات العصبية التقليدية.

أبرز ميزة هي إمكانية تصنيف الصور فور التقاطها دون حاجة إلى حسابات رقمية كثيفة، ما يخفض استهلاك الكهرباء ويمنح سرعة فائقة. نُشرت النتائج في مجلة Science Advances، حيث عرض الفريق نموذجًا أوليًا نجح في أداء عمليات الشبكة العصبية أثناء التقاط الصورة باستخدام بصريات مسطحة.

الابتكار يستند إلى شبكة نانوفوتونية قابلة لإعادة التشكيل، تستجيب للضوء القادم من زوايا متعددة، وتستخدم نحو 2000 معلمة ليُحقق أداء يعادل أو يتجاوز نماذج مثل AlexNet. سجّل النظام دقة 72.76٪ على قاعدة بيانات CIFAR-10، متقدمًا على AlexNet.

يعمل الفريق على تطوير الجهاز ليُستخدم في تطبيقات مثل الملاحة الذاتية للمركبات ذاتية القيادة، أحد أبرز استخدامات الرؤية الحاسوبية. يجري الباحثون أيضًا اختبار مجموعات بيانات أكثر تعقيدًا ومهامًا أصعب، مثل اكتشاف الأشياء داخل الصور، وهي وظيفة أساسية في أنظمة الذكاء الاصطناعي البصري.