随着人工智能技术的不断发展，机器视觉作为其核心能力之一，正被广泛应用于自动驾驶、安防监控、医疗健康等诸多领域。然而，现有的机器视觉系统在高能耗、高计算资源需求方面仍面临诸多挑战。来自日本东京科学大学的研究团队通过对人类眼睛的深入研究，创新性地设计出一种能够自供电、具备高度颜色辨识能力的人工眼睛，极大地推动了AI视觉技术向更智能、更高效方向的发展。人类眼睛每时每刻都在处理海量的视觉信息，但大脑依然能够以极低的能耗快速精准地做出反应。传统机器视觉系统往往需要捕捉和存储所有画面细节，数据量庞大使其在资源有限的设备上难以运行。而这次的人工眼睛采用了仿生学设计理念，基于染料敏化太阳能电池技术，将对不同波长光的电信号响应转化为正负电压，从而高效区分颜色，实现逼近人眼的视觉处理模式。
该装置通过结合两种不同光敏染料的太阳能电池，一种针对蓝光敏感产生正电压，另一种针对红光反应产生负电压，确保设备可以分辨波长仅相差十纳米的颜色差异。与传统只能产生单极信号的光电探测器相比，这种双极性电压响应极大增强了颜色识别能力，仿佛赋予了机器“看”见细微色彩变化的能力。研究者通过实验验证了这款人工眼睛不仅能够准确执行基本的逻辑运算，如与门、或门异或门等，且能根据输入光的不同强度和颜色产生正负灵活切换，满足复杂计算需求。更令人振奋的是，该设备成功应用于物理储层计算，一种利用材料内在物理特性进行机器学习的前沿方法。团队采用不同颜色光脉冲编码，设计出六位长的光序列，人工眼准确识别64种组合模式，展现出强大的信息处理潜力。进一步测试中，人工眼睛被用于识别人类不同动作，诸如弯腰、单手挥手、双手挥手、跳跃、奔跑及侧向移动。
在这种多色光刺激下，设备对动作及颜色识别准确率达到82%，这一表现接近传统复杂视觉系统的水准。该人工眼具备独特的自供电特性，完全依靠光线激发产生电力，无需任何外接电源，为实现永久稳定运行的自主感应设备奠定基础。此设计有效过滤多余的视觉信息，控制计算量，有效降低系统功耗和存储需求，在自动驾驶车辆、便携式健康监测及偏远环境传感等领域拥有广阔应用前景。科学家们尤其看好该技术在边缘计算的潜力，借助其本地自主运行能力，可在与云端技术脱节或网络条件恶劣场景下持续工作。虽然目前设备在光强变化时颜色辨析能力尚有一定限制，且动作识别准确率与单细胞设备相比稍有下降，但研究人员充满信心地表示，通过优化染料分子和器件结构，完全可以克服这些瓶颈，推动产品走向更复杂视觉任务。人工眼睛的开发兼具创新性和实用性，是向高度智能和节能机械视觉迈进的重要一步。
未来，随着信号处理电路的升级和算法的集成，人工眼必将成为连接现实世界与人工智能感知的桥梁。人工智能不再是冷冰冰的代码和硬件，而有了更接近人类直觉、敏锐和高效的“眼睛”，这无疑将极大提升机器人与人类协作和生活的自然度。东京科学大学团队的这一成果已于2025年发表于科学报告期刊，将为全球视觉人工智能研究注入新活力。随着更多科学家和工程师加入，人工智能有望摆脱过度依赖数据中心和高能耗设备的束缚，迈向绿色智能的新时代。借助仿生智能视觉系统，我们期待人工智能不仅用脑更用心，更用“眼睛”感知多彩世界，实现人机和谐共生的新境界。
