Ajuste de imagen multinivel en sensor habilitado por fototransistores sinápticos ajustables. (A) Ilustración esquemática de sinapsis biológicas que muestran respuesta glutamatérgica para la acumulación de EPSP y su regulación dopaminérgica. (B) Ilustración esquemática de fototransistores sinápticos ajustables con efecto de fotogación inducido por la luz para la acumulación de fotocorriente y el efecto de activación electrostática basada en el sesgo de la puerta para la regulación de la fotocorriente. Crédito: avances científicos (2025). Doi: 10.1126/sciadv.adt6527
Se ha desarrollado un nuevo sensor de visión inspirado en los mecanismos de transmisión neuronal del cerebro humano para extraer de manera eficiente y precisa contornos de objetos incluso en entornos de iluminación fluctuantes. Este avance promete mejorar significativamente las capacidades de percepción en vehículos autónomos, drones y sistemas robóticos, lo que permite un reconocimiento más rápido y preciso de los alrededores.
Un equipo de investigación, dirigido por el profesor Moon Kee Choi del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales en UNIST, en colaboración con el equipo del Dr. Changsoon Choi en el Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea (KIST) y el equipo del profesor Dae-Hyeong Kim en la Universidad Nacional de Seúl, anunció el desarrollo de este sensor de visión robótico que imita sinapse
Los sensores de visión sirven como los ojos de las máquinas, capturando información visual que se transmite a procesadores, animales para el cerebro humano, para el análisis. Sin embargo, la transferencia de datos sin filtro puede conducir a mayores cargas de transmisión, velocidades de procesamiento más lentas y una precisión de reconocimiento reducida, particularmente en entornos con condiciones de iluminación o regiones de iluminación rápidamente con niveles de brillo mixtos.
Para abordar estos desafíos, el equipo de investigación diseñó un sensor de visión que emula la vía de señalización de dopamina-glutamato que se encuentra en las sinapsis cerebrales. En el cerebro humano, la dopamina modula las señales de glutamato para priorizar la información crítica. Mimiciendo este proceso, el sensor recientemente desarrollado extrae selectivamente características visuales de alto contraste, como contornos de objetos, mientras se filtra detalles extraños.
El profesor Moon Kee Choi explicó: “Al integrar la tecnología informática en el sensor que imita ciertas funciones del cerebro, nuestro sistema ajusta de manera autónoma el brillo y el contraste, filtrando efectivamente datos irrelevantes. Este enfoque reduce fundamentalmente la carga de procesamiento de datos para los sistemas de visión robótica que manejan los gigabits de información visual.
Las evaluaciones experimentales mostraron que el sensor podría reducir el volumen de transmisión de datos en aproximadamente un 91.8%, al tiempo que mejora la precisión de reconocimiento de objetos a aproximadamente 86.7%.
El sensor incorpora un fototransistor cuya respuesta de corriente varía con el voltaje de la puerta, que funciona de manera similar a la dopamina modulando la intensidad de reacción. Este control de voltaje de puerta permite que el sensor se adapte dinámicamente a diferentes condiciones de iluminación, asegurando una detección clara de esquema incluso en entornos de poca luz. Además, la corriente de salida del sensor responde a las diferencias de brillo entre objetos y fondos, amplificando los bordes de alto contraste y suprimiendo las regiones uniformes.
El Dr. Changsoon Choi comentó: “Esta tecnología tiene una amplia aplicabilidad en varios sistemas basados en la visión, incluidos robóticos, vehículos autónomos, drones y dispositivos IoT. Al mejorar la velocidad de procesamiento de datos y la eficiencia energética, posee un potencial significativo como piedra angular para las soluciones de visión AI de próxima generación”.
Más información: Jong IK Kwon et al, ajuste de imagen multinivel en sensor para extracción de contorno de alta claridad utilizando fototransistores sinápticos ajustables, avances científicos (2025). Doi: 10.1126/sciadv.adt6527
Proporcionado por el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan
Cita: el sensor de visión inspirado en el cerebro mejora la extracción de esquema de objetos en condiciones de iluminación variables (2025, 5 de junio) Recuperado el 5 de junio de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-06-brain-vision-sensor-utline-varying.html
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