Беспилотные автомобили остаются уязвимыми в условиях резкого контрастного освещения. Даже оснащённые передовыми камерами и мощным искусственным интеллектом, они могут терять контроль при внезапных вспышках света — например, когда фары встречной машины пробивают темноту на ночной трассе. Это вызывает сбои в обработке данных, буквально «ослепляя» систему.

Изображение: interestingengineering.com (обработано Grok)

Инженеры из Пенсильванского университета нашли решение, подсмотрев его у природы. Они создали новый тип фотомемристора — микроскопического электрического компонента, который одновременно улавливает свет и сохраняет его в виде данных, имитируя работу нейронов. Устройство размером всего полмиллиметра способно перестраиваться от яркого света к глубокой тени за секунды (для сравнения: человеческому глазу требуется 20–30 минут на полную адаптацию).

Секрет кроется в паре материалов: белый порошок оксида титана в паре с растяжимым гелеобразным пластиком PEDOT:PSS. Оксид титана улавливает свет и преобразует его в электрический ток. Этот ток заставляет пластиковый слой реагировать с окружающим воздухом: в темноте пластик быстро впитывает пары воды и набухает, а на ярком свету — высыхает. Этот процесс «потовыделения» и набухания действует как автоматическая регулировка громкости света.

Для проверки исследователи собрали миниатюрную сетку 4×4 из таких компонентов и связали её с нейросетью. Устройству дали классическое офтальмологическое задание: разглядеть тускло освещённую букву «F» на ярком фоне. Система не сбоила. После всего семи циклов обучения точность распознавания достигла 95%.

По словам соавтора исследования Ларри Чэна, беспилотные машины на дороге сталкиваются со смешанными уровнями освещения — например, тёмное небо и яркие фары других автомобилей. Искусственной оптической системе трудно различать детали в таких условиях. Новый компонент решает эту проблему.