人工智能｜理大與南韓研發仿人類視覺傳感器 適應不同光暗提供高清影像

人工智能（AI）又有進一步發展，理大與南韓延世大學的科學家研發全新仿生新（bioinspired）傳感器，仿效人類眼睛能適應不同亮度，足以媲美人類視力，可在極暗至極亮的照明條件下準確辨識各種物件，不但可應用於自動駕駛車輛及製造業，亦可在邊緣運算及物聯網中找到其他新應用。這項研究已刊載於《自然‧電子學》（Nature Electronics）學刊。

機器視覺系統通常由多部攝影機及計算單元組成，透過擷取及處理影像進行例如面部辨識等任務。此類系統需運用精密的電路及複雜的演算法，才能在各種照明條件下「看得到」物件。
 

研製出探測光線光電晶體管
 

研究團隊首先利用一種具有獨特電學及光學特性的半導體二硫化鉬，製成近乎原子厚度的雙層超薄膜，並以此研製出用來探測光線的光電晶體管；再在雙層薄膜中引入「電荷陷阱態」，控制偵測光線的能力。每一個仿生視覺傳感器均由這種光電晶體管的陣列組成，它們能模仿人類肉眼內分別負責偵測暗光和強光的視桿和視錐細胞。因此，傳感器能在各種照明環境下偵測不同物件，也能因應不同亮度進行轉換與適應，範圍更勝人類眼睛。

帶領研究的理大應用物理學系副教授兼應用科學及紡織學院助理院長柴揚博士解釋，人的瞳孔有助調節進入眼睛的光線量，而適應亮度則主要由視網膜細胞負責。天然光強度的範圍廣達280分貝，而傳統矽基傳感器的適應範圍僅有70分貝。團隊研發的新傳感器有效範圍則高達199分貝，表現令人刮目相看。相對之下，人類視網膜能適應強光至弱光亮度的環境，範圍約為160分貝。

他指新的傳感器可降低硬件複雜度，且在不同光暗下大幅提高影像對比，從而提供高效影像辨識。
 

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撰文︰謝雅寶

責任編輯：陳浩義