Eye

حقق علماء من معهد موسكو للفيزياء والتكنولوجيا وجامعة الميكانيكا والبصريات تقدماً رائداً من خلال تطوير مشبك بصري إلكتروني قصير الذاكرة، يتم التحكم فيه من خلال إشارات بصرية وكهربائية هجينة، ويمثل هذا الابتكار خطوة كبيرة إلى الأمام في إنشاء عين اصطناعية قادرة على الرؤية، وتقليد العمليات الطبيعية في الدماغ.

ولقد ابتكر الباحثون في الأساس جزءاً مجهرياً من الدماغ، مما يسمح بمحاكاة الخصائص الرئيسية للمشابك العصبية البيولوجية في الدماغ، وهذه المشابك، جسور الاتصال بين الخلايا العصبية، حيوية للذاكرة في الكائنات الحية، ويفتح تطوير مثل هذه المشابك الاصطناعية إمكانية وجود عين اصطناعية يمكن أن تحاكي كيفية معالجة الدماغ البشري للمعلومات البصرية.

وفي العالم البيولوجي، المشابك هي النقاط التي تتصل بها خلايا الدماغ أو الخلايا العصبية وتتواصل، وهذه الاتصالات المشبكية مسؤولة عن معالجة المعلومات الحسية، بما في ذلك الرؤية، والاحتفاظ بالذاكرة، والآن يتم تصميم المقاومات الذاكرية، وهي نوع من المكونات الكهربائية التي تتغير مقاومتها مع الإشارات الكهربائية، لتعمل مثل هذه المشابك البيولوجية.

وتمكن فريق البحث الروسي من إنشاء مقاومات ذاكرية ذات ذاكرة قصيرة المدى يتم التحكم فيها من خلال مزيج من الضوء والإشارات الكهربائية، ويسمح نظام التحكم الهجين هذا بمحاكاة أكثر كفاءة للعمليات الطبيعية في الدماغ، وعلاوة على ذلك، يمكن أن يسهل هذا التطور الإنتاج المحلي للإلكترونيات الدقيقة، مع الحفاظ على كثافة عالية من العناصر العصبية على الشريحة، على غرار ما تحققه التقنيات العالمية الرائدة.

وفي البشر، تتم معالجة المعلومات البصرية في عدة مراحل:

الكشف: تكتشف أجهزة الاستشعار في شبكية العين الضوء.

النقل: يتم إرسال إشارة الضوء إلى خلايا العصب البصري.

المعالجة: تتم معالجة هذه الإشارات في القشرة البصرية في الدماغ.

ويقوم المشبك الإلكتروني البصري الذي تم تطويره حديثًا بكل هذه الوظائف داخل جهاز واحد، وبحسب أنطون هاناس، الباحث الأول في مختبر المواد الوظيفية والكيميائية في جامعة الميكانيكا والبصريات، نجح الفريق في دمج هذه الوظائف باستخدام بلورات دقيقة وأقطاب أنابيب الكربون النانوية.

وقد يمهد هذا الاختراق الطريق لمزيد من الابتكارات في كل من أنظمة الرؤية الاصطناعية والحوسبة، ويمثل دمج الإشارات الضوئية والكهربائية في جهاز واحد خطوة مهمة نحو إنشاء ليس فقط عيون اصطناعية ولكن أيضاً تقنيات أكثر ذكاءً وكفاءة تعتمد على أجهزة الاستشعار، وقد تؤدي هذه التطورات إلى إحداث ثورة في كيفية تصميم الشبكات العصبية، مما قد يؤدي إلى أنظمة حوسبة مستوحاة من الأحياء تحاكي قدرة الدماغ البشري على معالجة المعلومات.

ومع البحث والتطوير المستمر، يمكن أن تمكن هذه التكنولوجيا يوماً ما من إنشاء عيون اصطناعية تعمل بكامل طاقتها لأولئك الذين فقدوا بصرهم، بالإضافة إلى تعزيز الروبوتات والذكاء الاصطناعي بقدرات إدراكية حسية أكثر طبيعية.