La tecnología sofisticada que impulsa el reconocimiento facial en muchos teléfonos inteligentes modernos algún día podría recibir una actualización de alta tecnología que suena, y se ve, sorprendentemente de baja tecnología.
Esta ventana al futuro no es otra cosa que una pieza de vidrio. Los ingenieros de la Universidad de Wisconsin-Madison han ideado un método para crear piezas de vidrio "inteligente" que puedan reconocer imágenes sin requerir sensores, circuitos o fuentes de energía.
"Estamos utilizando ópticas para condensar la configuración normal de cámaras, sensores y redes neuronales profundas en una sola pieza de vidrio delgado", dice Zongfu Yu, profesor de ingeniería eléctrica e informática de UW-Madison.
Yu y sus colegas publicaron detalles de su investigación de prueba de concepto hoy en la revista Investigación de fotónica .
Incorporar inteligencia artificial dentro de objetos inertes es un concepto que, a primera vista, parece sacado de la ciencia ficción. Sin embargo, es un avance que podría abrir nuevas fronteras para la electrónica de baja potencia.
Ahora, la inteligencia artificial consume recursos computacionales sustanciales y duración de la batería cada vez que miras tu teléfono para desbloquearlo con la identificación de la cara. En el futuro, una pieza de vidrio podría reconocer tu cara sin usar nada de energía.
"Esto es completamente diferente de la ruta típica a la visión artificial", dice Yu.
Él imagina piezas de vidrio que parecen cuadrados translúcidos. Pequeñas burbujas estratégicamente colocadas e impurezas incrustadas dentro del vidrio doblarían la luz de formas específicas para diferenciar entre diferentes imágenes. Esa es la inteligencia artificial en acción.
Para su prueba de concepto, los ingenieros idearon un método para hacer piezas de vidrio que identificaran números escritos a mano. La luz que emana de una imagen de un número ingresa en un extremo del vidrio y luego se enfoca en uno de los nueve puntos específicos en el otrolado, cada uno correspondiente a dígitos individuales.
El cristal era lo suficientemente dinámico como para detectar, en tiempo real, cuando un 3 escrito a mano se modificó para convertirse en un 8.
"El hecho de que pudiéramos obtener este comportamiento complejo con una estructura tan simple fue realmente algo", dice Erfan Khoram, un estudiante graduado en el laboratorio de Yu.
Diseñar el vidrio para reconocer números fue similar a un proceso de entrenamiento de aprendizaje automático, excepto que los ingenieros "entrenaron" un material analógico en lugar de códigos digitales. Específicamente, los ingenieros colocaron burbujas de aire de diferentes tamaños y formas, así como piezas pequeñasde materiales absorbentes de luz como el grafeno en lugares específicos dentro del vidrio.
"Estamos acostumbrados a la computación digital, pero esto ha ampliado nuestra visión", dice Yu. "La dinámica de onda de la propagación de la luz proporciona una nueva forma de realizar computación neural artificial analógica"
Una de esas ventajas es que el cálculo es completamente pasivo e intrínseco al material, lo que significa que una pieza de vidrio de reconocimiento de imagen podría usarse cientos de miles de veces.
"Podríamos usar el vidrio como un bloqueo biométrico, sintonizado para reconocer la cara de una sola persona", dice Yu. "Una vez construido, duraría para siempre sin necesidad de energía o internet, lo que significa que podría mantener algo seguro para usted incluso después de milesde años."
Además, funciona literalmente a la velocidad de la luz, porque el vidrio distingue entre diferentes imágenes distorsionando las ondas de luz.
Si bien el proceso de capacitación inicial puede llevar mucho tiempo y ser computacionalmente exigente, el vidrio en sí es fácil y económico de fabricar.
En el futuro, los investigadores planean determinar si su enfoque funciona para tareas más complejas, como el reconocimiento facial.
"El verdadero poder de esta tecnología radica en su capacidad para manejar tareas de clasificación mucho más complejas instantáneamente sin ningún consumo de energía", dice Ming Yuan, un colaborador en la investigación y profesor de estadística en la Universidad de Columbia. "Estas tareas son la clavecrear inteligencia artificial: enseñar a los automóviles sin conductor a reconocer una señal de tráfico, permitir el control por voz en dispositivos de consumo, entre muchos otros ejemplos ".
A diferencia de la visión humana, que es increíblemente general en sus capacidades para discernir un número indeterminado de objetos diferentes, el vidrio inteligente podría sobresalir en aplicaciones específicas, por ejemplo, una pieza para el reconocimiento de números, una pieza diferente para identificar letras,otro para caras, etc.
"Siempre estamos pensando en cómo proporcionar visión para las máquinas en el futuro, e imaginando tecnologías específicas de la aplicación, impulsadas por la misión", dice Yu. "Esto cambia casi todo acerca de cómo diseñamos la visión artificial".
Los estudiantes graduados de UW-Madison, Ang Chen y Dianjing Liu, también contribuyeron a la investigación, con Qiqi Wang del Instituto de Tecnología de Massachusetts.
Este trabajo fue apoyado por una beca Young Faculty Award de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Wisconsin-Madison . Original escrito por Sam Million-Weaver. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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