1765435095
2025-12-11 05:44:00
ЭСПОО, Финляндия, 11 декабря 2025 г. /PRNewswire/ — Черпая вдохновение из человеческого зрения, европейский исследовательский проект под руководством VTT разработал машинное зрение, имитирующее взаимодействие глаза и нервной системы, реализованное в виде схем периферийных вычислений. Периферийные вычисления означают обработку данных там, где они генерируются и где необходимы результаты вычислений. Это позволяет, например, создавать интеллектуальных роботов и дронов, которые могут работать независимо в спасательной операции после землетрясения без постоянного подключения к сети или громоздких батарей.
Запущенный в 2021 году проект МИСЭЛ (Мультиспектральная интеллектуальная система зрения со встроенными маломощными нейронными вычислениями) сейчас близится к завершению. Проект, координируемый Финским центром технических исследований VTT, объединил нейроморфные вычисления, имитирующие способ обработки информации мозгом, с полупроводниковыми технологиями.
«Наша цель — создать по-настоящему умные устройства, которые смогут осуществлять наблюдения и принимать решения самостоятельно, без отправки данных на суперкомпьютеры или в облако. Нейроморфные вычисления могут быть в сотни или даже тысячи раз более энергоэффективными, чем традиционная цифровая обработка», — объясняет Яцек Флакруководитель исследовательской группы VTT, который координирует проект.
Проект MISEL получил почти 5 миллионов евро финансирования в рамках программы ЕС Horizon 2020. Помимо VTT партнерами являются университеты Лодзи, Лунда, Сантьяго-де-Компостела и Вупперталя, Институт Фраунгофера, французский национальный исследовательский институт LNE, а также компании Kovilta Oy (Финляндия) и AMO GmbH (Германия). Консорциум объединяет опыт различных дисциплин, включая материаловедение, электронику и разработку алгоритмов.
Умные мобильные устройства без постоянного подключения
Искусственный интеллект обычно требует либо хорошего сетевого подключения к облачным сервисам, либо значительной локальной вычислительной мощности. Однако проект MISEL выводит интеллектуальные возможности непосредственно на сами устройства. Такой подход позволяет системам с батарейным питанием обрабатывать и интерпретировать сенсорные данные быстро и с низким энергопотреблением, а также снижает риски конфиденциальности в области кибербезопасности.
«Представьте себе дрон, который ищет выживших после землетрясения через дым, пыль и обломки. Ему необходимо интерпретировать окружающую обстановку и мгновенно принимать решения. Возможно, подключение к сети отсутствует, а срок службы батареи ограничен», — говорит Флак.
Человеческое зрение и мозг как основа машинного зрения
Природа послужила источником вдохновения для проекта. Моделью машинного зрения стало сотрудничество сетчатки человека, зрительной коры и префронтальной доли для восприятия и интерпретации. Плодовая мушка также служит идеальной моделью, поскольку она потребляет ничтожное количество энергии, чтобы летать, ориентироваться, избегать опасностей и находить пищу.
Ключевым результатом проекта является система на кристалле, разработанная Kovilta, компанией, специализирующейся на передовых технологиях интегральных схем. Новая схема включает в себя как обработку изображений, так и значительную часть обработки изображений на одном и том же кремниевом чипе. Он сочетает в себе распознавание изображений с высоким динамическим диапазоном (более 120 дБ), высокую частоту кадров (более 1000 кадров в секунду) и массово-параллельную обработку изображений, что обеспечивает универсальный анализ движения и распознавание образов.
«В отличие от обычной видеокамеры, которая фактически снимает статические кадры, этот датчик обнаруживает движение и изменения во времени и пространстве — точно так же, как биологический глаз», — объясняет Флак. «Результатом является высокоэффективный сжатый поток данных без ущерба для точности».
В рамках проекта также исследовались так называемые датчики изображения на квантовых точках — передовая технология камеры, которая расширяет зрение за пределы спектра, видимого человеком, до инфракрасного диапазона. Это позволяет устройствам обнаруживать закономерности и движения даже в условиях низкой освещенности или тумана, когда человеческое зрение испытывает трудности.
Проектирование всей сигнальной цепи как одной системы
В рамках MISEL датчики, блоки памяти, алгоритмы и электронные компоненты были разработаны как единая система. Оптимизация всей сигнальной цепи является ключом к созданию компактной и эффективной системы. В рамках проекта также были разработаны специализированные процессорные ядра или ускорители периферийного искусственного интеллекта, которые повышают производительность искусственного интеллекта при минимальном энергопотреблении.
«Разработка аппаратного и программного обеспечения в тесной интеграции гарантирует бесперебойную совместную работу всех компонентов при сохранении исключительной энергоэффективности», — говорит Флак.
Совместно с Лундским университетом компания VTT разработала энергонезависимую память на основе сегнетоэлектрических материалов, которую можно интегрировать непосредственно в чип. Эти воспоминания доказали свою работоспособность, и их развитие продолжается. Ковилта планирует применить архитектуру ускорителей, разработанную в MISEL, в таких областях, как автономная робототехника и автомобильные технологии.
«Превосходная способность наблюдать за окружающей средой и точно интерпретировать наблюдения является обязательным условием для роботов и транспортных средств, чтобы действовать независимо и безопасно среди людей. Например, будущие роботы, помогающие людям, должны принимать быстрые решения, чтобы избежать столкновения с людьми, движущимися вокруг них. В то же время оборудование должно быть небольшим, потреблять мало энергии и быть построено с умеренными затратами, подходящими для массового продукта», — говорит он. Мика Лайхотехнический директор Kovilta.
Приложения от промышленности до безопасности
Решения, разработанные в проекте, могут быть использованы в широком спектре приложений. Умные камеры смогут автономно контролировать промышленные процессы, склады или приграничные территории, а мобильные роботы смогут безопасно принимать решения даже в присутствии людей. Следующим шагом будет использование результатов проекта в новых проектах и пилотных производственных линиях VTT.
«В будущем эти результаты могут быть использованы в автономных устройствах, которые видят, думают и действуют так же независимо и энергоэффективно, как плодовая мушка», — заключает Флак.
Дополнительная информация
Центр технических исследований VTT Финляндии
Яцек Флак, руководитель исследовательской группы, координатор проекта MISEL
[email protected]тел. +358 405366934
КОНТАКТ:
Дополнительная информация о ВТТ:
Паула Бергквист, менеджер по связям с общественностью
+358 20 722 5161, [email protected]
www.vttresearch.com
Эту информацию предоставил вам Cision.
ИСТОЧНИК Информация VTT
#Европейские #исследователи #разработали #энергоэффективное #машинное #зрение #вдохновленное #человеческим #зрением #мозгом
По теме
