【中玻網(wǎng)】

　　威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的一個(gè)團隊開(kāi)發(fā)了一種新型的智能玻璃，它利用光學(xué)反射來(lái)識別圖像，而無(wú)需傳感器、電路、互聯(lián)網(wǎng)連接或外部電源。圖像識別所需的一切都被濃縮成一塊玻璃。該技術(shù)有一天可以用于將面部識別嵌入智能手機中。玻璃通過(guò)使入射光波失真來(lái)區分不同的圖像。

　　研究員Zongfu Yu（左），Ang Chen（中）和Efram Khoram（右）開(kāi)發(fā)了一種智能玻璃的概念，該智能玻璃無(wú)需外部電源或電路即可識別圖像。

　　該玻璃用作納米光子介質(zhì)，可以以與人工神經(jīng)計算相當的方式執行非線(xiàn)性模式映射。復雜信息被編碼在輸入光的波前。當光波進(jìn)入玻璃杯時(shí)，玻璃杯會(huì )轉換波前以執行諸如圖像識別之類(lèi)的計算任務(wù)。

　　計算是由一種主體材料進(jìn)行的，主體材料中有許多夾雜物，這些雜質(zhì)以氣泡和雜質(zhì)的形式出現在玻璃中。這些夾雜物在向前和向后的方向上散射光以區分圖像。散射以一種可以與數字人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )（ANN）中的線(xiàn)性矩陣乘法相比的方式混合輸入光。夾雜物的位置和形狀可以與數字人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )中的重量參數進(jìn)行比較。在輸出端，光能集中在定義明確的位置，例如可以解釋為圖像中對象的身份。研究人員認為，他們的智能眼鏡可以為機器學(xué)習開(kāi)辟一種新的模擬方法。

　　智能玻璃執行的計算是材料固有的，因此可以無(wú)限期地使用一塊玻璃。于宗福教授說(shuō)：“我們有可能將玻璃杯用作生物識別鎖，調整后只能識別一個(gè)人的臉。”

　　“一旦建造，它將永遠持續下去。”

　　為了證明概念，研究人員制造了可以識別手寫(xiě)數字的玻璃碎片。從玻璃杯一端進(jìn)入的數字圖像發(fā)出的光；然后將其聚焦在玻璃另一側的九個(gè)斑點(diǎn)之一上。每個(gè)點(diǎn)對應一個(gè)不同的數字。當手寫(xiě)的“3”更改為“8”時(shí)，智能玻璃具有足夠的動(dòng)態(tài)性，可以實(shí)時(shí)檢測。研究人員說(shuō)，訓練玻璃杯識別數字的方法與機器學(xué)習類(lèi)似，只是對模擬材料而不是數字代碼進(jìn)行了訓練。

　　智能玻璃通過(guò)彎曲光線(xiàn)以識別不同的數字來(lái)模仿人工智能。由宗宗Yu提供。

　　于說(shuō)：“我們已經(jīng)習慣了數字計算，但這拓寬了我們的視野。”

　　“光傳播的波動(dòng)力學(xué)提供了一種執行模擬人工神經(jīng)計算的新方法。”

　　將來(lái)，研究人員計劃確定他們的方法是否適用于復雜的任務(wù)，例如面部識別。與人類(lèi)的視覺(jué)可以一次識別大量不同的物體不同，智能玻璃可以在特定的應用中表現出色-例如，一塊用于數字識別，另一塊用于識別字母，另一塊用于面部。

　　哥倫比亞大學(xué)教授兼這項研究的合作者M(jìn)ing Yuan說(shuō)：“這項技術(shù)的真正力量在于能夠立即處理更復雜的分類(lèi)任務(wù)，而不會(huì )消耗任何能量。”

　　“這些任務(wù)是創(chuàng )建人工智能的關(guān)鍵——教無(wú)人駕駛汽車(chē)識別交通信號，在消費類(lèi)設備中實(shí)現語(yǔ)音控制，以及眾多其他示例。”

　　盡管前期培訓過(guò)程可能很耗時(shí)且計算量很大，但是玻璃本身易于制造且價(jià)格便宜。

　　于說(shuō)：“我們一直在思考我們如何為未來(lái)的機器提供愿景，并構想特定于應用程序，任務(wù)驅動(dòng)的技術(shù)。”

　　“這幾乎改變了我們設計機器視覺(jué)的方式。”