智能玻璃僅用光就能識別數字


智能玻璃經過類似於機器學習的訓練,“學會”將光線彎曲到正確的位置。

在概念驗證研究中,這種智能玻璃可區分出手寫的單位數字,其動態性還足以實時檢測到手寫的3被改寫為8。

智能玻璃的工作原理是,將不同大小和形狀的氣泡,以及石墨烯等小塊吸光材料嵌入玻璃的特定位置。當手寫數字反射的光波穿過玻璃時,它們以特定的方式被氣泡和雜質彎曲,該彎曲過程將光聚焦到玻璃另一側的10個特定點之一,具體取決於所呈現的數量。 10個點分別對應數字0到9。余宗福將之描述為一把鑰匙開一把鎖。即使用不同的樣式書寫,玻璃也可以聚焦光以檢測正確的數字。

設計玻璃以識別數字,類似於機器學習的訓練過程,只不過訓練的對像是模擬材料而不是數字代碼。如果光沒有通過玻璃聚焦在正確的點,研究團隊會稍微調整雜質的大小和位置。經過數千次迭代,玻璃“學會”將光線彎曲到正確的位置。余宗福說,這些雜質基本上就像“人工神經元”。

余宗福指出,光傳播的波動力學為模擬人工神經計算提供了新的方法。其優點是,計算是完全被動的,且為材料所固有,這意味著可識別圖像的智能玻璃可使用數十萬次。

目前,人們使用面部識別解鎖手機時,人工智能都會佔用大量的計算資源並消耗電力。未來,智能玻璃有可能被用作一種“生物識別鎖”,一塊玻璃只識別一個人的臉,從而大大提高手機的安全性。這種小巧、廉價的一次性智能產品,將能在能源、帶寬和資金資源極其緊張的情況下運行。

不過,智能玻璃是否具有實用性仍有待深入研究,主要是因為智能玻璃尚缺乏在計算機處理器上運行、可用於多種不同任務的靈活性。 (記者馮衛東)

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