Perangkat baru membuat gambar dengan mensimulasikan mata manusia

Mata manusia sangat kompleks sehingga menggunakan retina untuk pemrosesan visual. Retina kita mengandung sel kerucut yang peka terhadap cahaya merah, hijau, dan biru serta jaringan saraf yang mulai memproses apa yang kita lihat sebelum mengirimkan informasi ke otak kita. Para ilmuwan telah menghabiskan waktu puluhan tahun untuk mencoba mereplikasi struktur mata biologis.

Sekarang para ilmuwan dari Penn State telah mengembangkan perangkat baru yang menghasilkan gambar dengan mensimulasikan sel kerucut dan jaringan saraf merah-hijau-biru di mata manusia.

Perangkat buatan ini terdiri dari rangkaian sensor baru dari fotodetektor perovskit pita sempit, yang meniru sel kerucut kita, dan menggabungkannya dengan algoritme bentuk saraf yang meniru jaringan saraf kita untuk memproses informasi dan menghasilkan gambar beresolusi tinggi.

Para ilmuwan menciptakan tiga bahan perovskit film tipis yang berbeda. Bahan-bahan tersebut dirancang agar peka terhadap warna merah, hijau, atau biru dengan transmisi lubang elektron yang sangat tidak seimbang. Dengan memanipulasi struktur non-ekuilibrium perovskit atau bagaimana lapisan ditumpuk, para ilmuwan telah menemukan bahwa mereka dapat memanfaatkan sifat-sifat material daripada mengubahnya menjadi fotodetektor pita sempit.

Mereka membangun susunan sensor perovskite film tipis berwarna merah-hijau-biru. Gunakan proyektor untuk mem-flash gambar melalui perangkat. Informasi yang dikumpulkan dalam lapisan merah, hijau, dan biru dimasukkan ke dalam algoritma saraf 3 lapisan sub-lapisan untuk pemrosesan sinyal dan rekonstruksi gambar. Algoritma saraf adalah jenis teknologi komputasi yang berupaya meniru cara kerja otak manusia.

Perangkat baru menghasilkan energi dengan menyerap cahaya saat para ilmuwan menggunakan perovskite. Oleh karena itu, kita tidak perlu menggunakan energi untuk menangkap informasi ini dari cahaya. Perangkat ini dapat membuka pintu ke teknologi kamera bebas baterai.

Menurut para ilmuwanPerangkat berbasis teknologi ini suatu hari nanti bisa menggantikan sel mati atau rusak di mata kita. Penelitian ini dapat memacu pengembangan lebih lanjut dalam bioteknologi retina buatan.

Kantor Cendekiawan Angkatan Udara mendanai penelitian ini. Selain itu, proyek ini didukung oleh Departemen Energi AS, Institut Pangan dan Pertanian Nasional, dan Yayasan Sains Nasional.

Referensi jurnal:

1. Yuchun Ho, Jundi Lee, Jongjin Yoon, Abby Marie Knopfel, Dong Yang, Luyao Cheng, Tao Yi, Swarup Ghosh, Priya Shashank, and Kai Wang. Susunan sensor perovskit pita sempit yang terinspirasi retina untuk pencitraan kolorimetri. Kemajuan Sains, 2023; DOI: 10.1126/sciadv.ade2338