Стекло распознает изображение

13.07.2019

Автоматическое распознавание изображений - одна из современных актуальных задач. Распознавать приходится многое: от знаков и текста до лиц и других изображений. Как правило, для этого используются искусственные нейронные сети, потребляющие значительные вычислительные и энергетические ресурсы.

Идея исследователей из Университета Висконсин-Мэдисон заключалась во внедрении в пластинку стекла на "стратегические" места пузырьков и кусочков светопоглощающих материалов различной формы. Изменяя направление распространения света, они в итоге должны приводить к тому, что падающий на пластинку свет от изображения, будет фокусироваться или концентрироваться в определенном месте. Для каждого изображения - это место свое, что и позволяет проводить распознавание.

Для подтверждения концепции исследователи разработали технологию изготовления стеклянных пластин, способных распознавать написанные от руки цифры. Свет, исходящий от изображения числа, после прохождения пластинки фокусировался на одном из девяти определенных пятен, каждое из которых соответствовало своей цифре. Полученные стеклышки успешно прошли проверку, сумев даже различить рукописные 3 и 8.

Проектирование стекла для распознавания чисел было похоже на процесс машинного обучения, за исключением того, что в данном случае "обучали" реальный материал вместо компьютерной программы. Необходимо было рассчитать места, на которые в стекло будут внедряться примеси. Фактически, такая среда производит искусственные нейронные вычисления, только не цифровые, а аналоговые. Хотя предварительный процесс обучения может быть трудоемким и потребовать много вычислений, само стекло затем легко и недорого изготовить.

Новый способ выполнения аналоговых искусственных нейронных вычислений с помощью распространения света в среде имеет ряд достоинств. Эти "вычисления" присущи самому материалу, поэтому во время работы они не требуют затрат энергии и не используют никаких электронных устройств. Это может открыть новые перспективы для устройств с низким энергопотреблением. Устройства "стеклянного распознавания" работают в режиме реального времени буквально со скоростью света. Преимущество этой технологии заключается в ее способности мгновенно решать задачи распознавания без какого-либо энергопотребления. Кроме того, одну пластину стекла для распознавания изображений можно использовать сотни тысяч раз.

В будущем исследователи планируют выяснить, работает ли их подход для более сложных задач, таких, как распознавание лиц. Например, можно использовать такое стекло в качестве биометрического замка, настроенного на распознавание лица только одного человека.

<< Назад: Антистресс для водителей 14.07.2019

>> Вперед: Телевизоры с технологией Dual-Image 13.07.2019

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Разбрасыватель минудобрений Rauch Axis 55 15.07.2026

Немецкая компания Rauch, известная своими высокоточными сельскохозяйственными машинами, представила на выставке DLG Feldtage новый флагманский разбрасыватель минеральных удобрений Axis 55. Эта модель пришла на смену предыдущей версии Axis 50.2 и стала самой крупной в актуальной линейке производителя после выхода более компактной Axis 25 в прошлом году. Новая машина сочетает в себе повышенную производительность, расширенный диапазон рабочих ширин и усовершенствованные системы контроля внесения. Одной из главных технических особенностей Axis 55 стала значительно увеличенная максимальная производительность внесения - до 675 кг удобрений в минуту. Это на 30 % больше по сравнению с предшественником. Благодаря такому показателю разбрасыватель способен обеспечивать норму внесения до 900 кг/га при рабочей ширине 36 метров и скорости движения машины 25 км/ч. При этом устройство сохраняет возможность работы с очень низкими нормами внесения, например, при распределении гранул против улиток, бе ...>>

Антоцианы черники: природная защита для зрения в темноте 14.07.2026

Специалисты все активнее изучают влияние растительных веществ на здоровье глаз. Особое внимание привлекают антоцианы - природные пигменты, которые придают яркую окраску многим ягодам и овощам. Новые данные показывают, что эти соединения способны не только защищать клетки глаз от окислительного стресса, но и ускорять восстановление родопсина - ключевого пигмента, отвечающего за способность видеть в условиях низкой освещенности. Антоцианы содержатся в большом количестве в чернике, голубике, ежевике, черной смородине, а также в краснокочанной капусте и некоторых других красных, синих и фиолетовых продуктах. Эти вещества обладают мощными антиоксидантными и противовоспалительными свойствами. Они помогают нейтрализовать активные формы кислорода, которые повреждают клетки сетчатки и способствуют развитию хронического воспаления. По данным исследователей, антоцианы оказывают комплексное положительное влияние на зрительную систему. Они улучшают микроциркуляцию крови в сетчатке, поддержива ...>>

Случайная новость из Архива Ключевой фактор раннего полового созревания у детей 03.10.2024 Раннее половое созревание у детей, особенно девочек, представляет собой серьезную проблему, затрагивающую как физическое, так и психологическое здоровье. В последние десятилетия частота этого явления резко возросла, особенно среди девочек, у которых менструации начинаются до 9 лет. С 1950-х годов число случаев раннего полового созревания увеличилось более чем в три раза. Наибольший рост наблюдается среди девочек из малообеспеченных семей, что привлекло внимание ученых к поиску факторов, которые могут способствовать этому тревожному явлению. Традиционно считалось, что раннее половое созревание связано с такими факторами, как наследственность, избыточный вес и социально-экономические трудности. Однако недавно международная группа ученых выявила еще один важный элемент - химические вещества, присутствующие в повседневной жизни. Исследования показали, что синтетический ароматизатор под названием мускус амбретты, используемый в различных средствах личной гигиены, может играть ключевую роль в преждевременной активации полового созревания. Это исследование стало первым, которое глубоко изучило воздействие химических веществ на головной мозг и их влияние на начало полового созревания. Ученые обнаружили, что некоторые химические соединения могут имитировать или нарушать работу гормонов, отвечающих за регуляцию эндокринной системы. Мускус амбретты взаимодействует с рецепторами в гипоталамусе - области мозга, отвечающей за контроль репродуктивной функции. Это взаимодействие может активировать высвобождение гонадотропин-рилизинг гормона (ГнРГ), который запускает производство половых гормонов, таких как эстроген, прогестерон и тестостерон. Доктор Натали Шоу, детский эндокринолог и ведущий автор исследования, подчеркивает, что факторы окружающей среды играют значимую роль в раннем половом созревании. Хотя ожирение долгое время рассматривалось как один из основных факторов, Шоу указывает, что его недостаточно для объяснения такого значительного снижения возраста начала полового созревания. "Мы наблюдаем раннее половое созревание даже у детей с нормальным весом", - отмечает Шоу, что подчеркивает необходимость учитывать более широкий спектр экологических факторов. Последствия раннего полового созревания выходят далеко за рамки физиологических изменений. У девочек, которые рано начинают половое развитие, повышается риск таких заболеваний, как диабет, сердечно-сосудистые болезни и некоторые виды рака, включая рак груди и эндометрия. Это делает проблему особенно важной для исследования. Широкое использование мускусной амбретты в продуктах, таких как парфюмерия, мыло, освежители воздуха и стиральные порошки, вызывает дополнительную озабоченность, так как это химическое вещество легко проникает в повседневную жизнь человека. Кроме того, было установлено, что мускус амбретты накапливается в окружающей среде, включая сточные воды и пресноводные организмы, такие как рыба. Это свидетельствует о его устойчивости и способности к биоаккумуляции, что представляет угрозу не только для здоровья людей, но и для экосистемы в целом. Несмотря на то, что влияние мускусной амбретты на половое созревание еще нуждается в дальнейших исследованиях, доктор Шоу призывает родителей быть более внимательными и сократить использование продуктов, содержащих это химическое соединение. С ростом числа исследований, посвященных влиянию химических веществ на здоровье, становится все очевиднее, что окружающая среда играет важную роль в развитии различных заболеваний и нарушений. Химические загрязнители, в том числе содержащиеся в средствах личной гигиены, могут серьезно нарушать гормональный баланс и приводить к ряду долгосрочных проблем. Исследование мускусной амбретты согласуется с множеством других научных данных, указывающих на необходимость ужесточения контроля за использованием синтетических химикатов в потребительских товарах и повышения прозрачности их состава. Данное открытие позволяет предположить, что более строгие меры по регулированию синтетических веществ и повышенное внимание к их влиянию на организм помогут не только снизить риски раннего полового созревания, но и защитить здоровье будущих поколений в целом.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026