據(jù)新一期的《光子學(xué)研究》雜志報(bào)道，美國(guó)研究人員創(chuàng)造性地開(kāi)發(fā)出智能玻璃，它可以僅使用光來(lái)識(shí)別和區(qū)分圖像，并且可以在沒(méi)有電或傳感器的情況下運(yùn)行。

該團(tuán)隊(duì)由華盛頓大學(xué)麥迪遜分校的余宗福教授領(lǐng)導(dǎo)，使用光學(xué)系統(tǒng)將傳統(tǒng)相機(jī)、傳感器和深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)壓縮成一塊薄玻璃。在一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究中，智能眼鏡可以區(qū)分手寫(xiě)的單個(gè)數(shù)字，并且具有足夠的動(dòng)態(tài)性，可以實(shí)時(shí)檢測(cè)到手寫(xiě)的 3 已被重寫(xiě)為 8。

智能玻璃的工作原理是將各種大小和形狀的氣泡以及石墨烯等小塊吸光材料嵌入玻璃的特定位置。當(dāng)手寫(xiě)數(shù)字反射的光波通過(guò)玻璃時(shí)，它們會(huì)被氣泡和雜質(zhì)以某種方式彎曲，彎曲過(guò)程將光線聚焦到玻璃另一側(cè)的 10 個(gè)特定點(diǎn)中的一個(gè)，具體取決于代表了多少。 10個(gè)點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)0到9的數(shù)字。俞宗福形容它是一把開(kāi)鎖的鑰匙。即使您以不同的風(fēng)格書(shū)寫(xiě)，玻璃也可以聚焦光線以確定正確的數(shù)字。

設(shè)計(jì)用于數(shù)字識(shí)別的玻璃類似于學(xué)習(xí)機(jī)器學(xué)習(xí)，只是它是在模擬輸入而不是數(shù)字代碼上訓(xùn)練的。如果光線沒(méi)有通過(guò)玻璃聚焦在正確的位置，研究小組會(huì)稍微改變雜質(zhì)的大小和位置。經(jīng)過(guò)數(shù)千次迭代，玻璃將“學(xué)習(xí)”將光線引導(dǎo)到正確的位置。這些雜質(zhì)基本上就像“人造神經(jīng)元”。

于宗富指出，光傳播的波動(dòng)動(dòng)力學(xué)為模擬人工神經(jīng)計(jì)算提供了一種新方法。優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算完全是被動(dòng)的，并且是材料固有的，這意味著支持圖像的智能玻璃可以使用數(shù)十萬(wàn)次。

目前，人工智能在人們使用面部識(shí)別解鎖手機(jī)時(shí)會(huì)消耗大量的計(jì)算資源并消耗電力。未來(lái)，智能玻璃可以作為一種“生物識(shí)別鎖”，一塊只識(shí)別人臉的玻璃，將大大提高手機(jī)的安全性。這種小巧、廉價(jià)、一次性的智能產(chǎn)品將能夠在能源、帶寬和財(cái)政資源極其有限的條件下工作。

然而，智能玻璃的實(shí)用性還有待探索，主要是因?yàn)橹悄懿Ａ狈υ谟?jì)算機(jī)處理器上運(yùn)行和用于許多不同任務(wù)的靈活性。