기술자

장면 인식은 KAUST(King Abdullah Science and Technology)에서 개발한 디지털 이미지 센서의 시각적 인식 기능 중 하나입니다.

Dayanand Kumar, Nazek El-Atab 및 동료들은 초기 디지털 카메라에서 발견된 CCD(전하결합소자) 이미지 센서를 활용하여 CCD의 핵심 구조를 조정하고 강화하여 빛으로 프로그래밍할 수 있는 메모리 장치를 만들었습니다. 특히 연구팀은 CCD 센서의 전하 저장 픽셀을 뒷받침하는 반도체 커패시터(MOSCAP) 구조에 2차원 물질 MoS2(이황화 몰리브덴)를 내장했습니다.

생성된 Al/Al2O3/MoS2/Al2O3/Si MOSCAP 구조는 가시광선에 민감하고 광학적으로 프로그래밍되고 전기적으로 삭제될 수 있는 전하 포획 '메모리 내' 센서의 기능을 한다고 주장됩니다.

El-Atab은 성명에서 “인메모리 광 센서는 광학 감지, 저장, 계산을 포함하여 전통적으로 개별 장치인 여러 장치의 역할을 동시에 수행할 수 있는 스마트 다기능 메모리 장치입니다.”라고 밝혔습니다. "우리의 장기 목표는 다양한 자극을 감지하고 계산할 수 있는 메모리 내 센서를 시연하는 것입니다."

El-Atab은 계속해서 다음과 같이 덧붙였습니다. "이는 메모리 벽을 극복하고 전력 소비를 줄여 보다 빠르고 실시간 데이터 분석을 가능하게 합니다. 이는 사물 인터넷, 자율주행 자동차, 인공 지능과 같은 많은 미래형 응용 분야의 요구 사항입니다. 다른 사람들."

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KAUST에 따르면, 청색에서 적색 스펙트럼 영역까지의 파장을 가진 빛을 이용한 실험은 광으로 생성된 전하가 극도로 긴 유지 시간으로 갇히거나 저장될 수 있음을 나타냅니다. 2V를 초과하는 결과 '메모리 창' 전압은 +/-6V 신호를 적용하여 전기적으로 삭제되기 전까지 최대 10년 동안 저장할 수 있습니다. 더욱이, 이는 수백만 사이클 동안 작동될 수 있다.

팀의 궁극적인 목표는 컴퓨팅 기능을 통해 광학 감지 및 저장을 수행할 수 있는 단일 광전자 장치를 만드는 것입니다.

MoS2 MOSCAP 구조를 신경망과 결합함으로써 팀은 개 또는 자동차의 이미지를 구별하는 간단한 이진 이미지 인식을 91%의 정확도로 수행할 수 있음을 보여주었습니다. 각 이미지의 크기는 32×32 픽셀이며, 장치의 최대 감도에 해당하므로 이미지에서 파란색 정보만 추출되었습니다.

"현재 메모리 장치는 광학적으로 프로그래밍할 수 있지만 전기적으로 삭제해야 합니다"라고 Kumar는 말했습니다. "향후에는 완전히 광학적으로 작동할 수 있는 인메모리 광센서를 탐구하고 싶습니다."

팀의 연구 결과는 Light: Science & Application에 자세히 설명되어 있습니다.