انجام محاسبات تصویری در درون لنز دوربین با کمک هوش مصنوعی

دوربین وظیفه‌ی چشم را در بسیاری از دستگاه‌های خودکار بر عهده دارد و کامپیوتر به عنوان مغز این دستگاه‌ها عمل می‌کند – اما محققان دانشگاه استنفورد اخیرا این دو را در تلاش برای ساخت دوربین‌های هوشمند فشرده‌تر، ترکیب کرده‌اند. یک گروه از دانشجویان به تازگی یک دوربین با هوش مصنوعی ساخته‌اند که برای پردازش تمام داده‌ها نیاز به یک کامپیوتر بزرگ و جداگانه ندارد – چرا که در خود لنز جاسازی شده است.

فناوری تشخیص اشیای فعلی از هوش مصنوعی در یک کامپیوتر ‌مجزا برای اجرای تصاویر یا فیلم از طریق الگوریتم‌ها برای شناسایی اشیاء استفاده می‌کند. همانطور که محققان استنفورد توضیح می‌دهند، اتومبیل‌های بدون راننده یک کامپیوتر ‌بزرگ به منظور تشخیص زمانی که یک عابر پیاده در مقابل مسیر ماشین قرار می‌گیرد، در درون خود دارند. این کامپیوترها بزرگ بوده، نیاز زیادی به انرژی دارند و اغلب آهسته هستند.

به جای آن محققان تلاش کردند تا هوش مصنوعی را به طور مستقیم در درون دوربین برای ایجاد سیستم‌های کوچک‌تر و همچنین سریع‌تر جای دهند،. دوربین دارای دو لایه است – لایه‌ی اول کامپیوتر نوری نامیده می‌شود. همانطور که نور از درون دوربین عبور می‌کند، کامپیوتر ‌داخلی داده‌ها را پردازش می‌کند. کامپیوتر ‌نوری اطلاعات غیر ضروری را فیلتر کرده و تعداد محاسبات لازم را کاهش می‌دهد. لایه دوم یک سنسور کامپیوتری و تصویری سنتی است که محاسبات باقی مانده را مدیریت می‌کند. دانش پشت پرده‌ی این دوربین  هوش مصنوعی پیچیده است، اما نتیجه این تحقیق می‌تواند به پیشرفت‌های قابل توجهی برای دستگاه‌های با دوربین‌های داخلی مانند اتومبیل‌های خودران و هواپیماهای بدون سرنشین منجر شود.

محققان گفتند که با پردازش صحنه هنگامی‌ که نور از شئ بازتاب کرده و به دوربین منتقل می‌شود، آنها توانستند دوربینی را بسازند که نیازی به به قدرت ورودی نداشته باشد، این عمل باعث کاهش نیروی مورد نیاز برای رایانش شدید هوش مصنوعی که اشیا را شناسایی می‌کند، می‌شود. جولی چانگ، دانشجوی مشغول به کار بر روی این پروژه گفت:

ما بعضی از محاسبات هوش مصنوعی را به لنز منتقل کردیم.

گوردون وتزستاین، استادیاری که پروژه را رهبری کرده، می‌گوید که انتقال محاسبات به لنز، امکان پردازش داده‌ها را بسیار سریع‌تر می‌کند، و همچنین محاسبات مورد نیاز را کاهش می‌دهد. وی گفت:

میلیون‌ها محاسبات دور انداخته شده‌اند و همه‌ی این‌ها با  سرعت نور اتفاق می‌افتند.

در حالی که یکی از اهداف اصلی‌، کاهش اندازه دستگاه‌های مختلف است، تحقیق هنوز به آن نقطه نرسیده است. دوربین به اندازه‌ی یک میز درون  آزمایشگاه است، اما محققان می‌گویند که تحقیقات بیشتر به این مفهوم برای کاهش اندازه کمک خواهد کرد، و در نهایت دوربین هوش مصنوعی را به اندازه کافی برای دستگاه‌های قابل حمل دیگر کوچک می‌کند. این تیم چندین نوع استفاده‌ی بالقوه‌ی مختلف، از دوربین‌های خودکار و هواپیماهای بدون سرنشین گرفته تا تصویربرداری پزشکی را پیشنهاد می‌دهند. پردازش در سرعت نور می‌تواند یک مزیت بزرگ در اتوموبیل‌های خودران باشد که به دوربین‌ متکی هستند تا از تصادفات بالقوه خودداری کنند.

اندازه این دستگاه نشان می‌دهد که قبل از اینکه در محصولات واقعی به کار گرفته شود، تکنولوژی نیاز به زمان زیادی دارد، اما این تحقیق برای دوربین‌های هوش  مصنوعی قدم بزرگی برداشته است. این تیم اخیرا تحقیقات کامل خود را در مجله‌ی Nature’s Scientific Reports منتشر کرده است.

آیا تکنولوژی‌های از این دست به بهتر شدن دستگاه‌های خودکار کمک می‌کند؟ لطفا نظرات خود را با ما درمیان بگذارید.