光學新成果讓普通傳感器“識圖”

本報北京5月18日電 記者張亞雄、通訊員陳妙琪 從中國科學技術協會獲悉，上海理工大學人工智能納米光子學中心顧敏院士團隊公佈了一項光學領域科研成果，提出全光推理全息納米結構研究方案，能夠讓普通的圖像傳感器具備“識圖”的智能。相關研究成果已於2021年3月3日發表在科學期刊《光：科學與應用》上。該成果也是中國科技期刊卓越行動計劃入選期刊的重大成果。

傳感器在日常生活中應用廣泛，最普遍的就是智能手機的人臉識別功能：先由傳感器（即手機攝像頭）收集人臉光學信息（比如五官的形狀以及五官之間的距離），隨後將光學信息發送到計算機中的神經網絡，最後將視覺信息通過電子硬件轉化為電子信息後再顯示畫面信息。但這一過程耗時耗能，效率不高。

由顧敏院士團隊提出的這一創新技術，省略了傳統工藝中由光到電的轉換過程，讓光學信息處理直接在光域內完成。“我們利用超分辨3D納米加工技術，可以將AI光學器件直接集成到現有的成像傳感器中，這相當於在成像傳感器上放置量身定製的、針對特定任務的智能眼鏡，可以在檢測到傳入的光學信息之前對這些信息進行處理。”顧敏説。

顧敏表示，這種快速、高效節能的功能性光電器件可以應用於安全檢查、醫療影像、智能駕駛、藝術品鑑賞和衞星圖像處理等領域。與現有解決方案相比，其佔用空間更小、能耗更低、成本更低。隨着這項創新技術的進一步成熟應用，未來機場、車站等場所的安保人員將不必再守在大型安檢機旁，只要戴上一副輕便的光學眼鏡就能輕鬆識別海量人臉信息，實現智能安全檢查，乘客也不用排隊等候“刷臉”“開箱”。

團隊研究成員、來自意大利的艾麗娜（Elena Goi）博士認為，人工智能現在已經成為公眾日常生活的一部分，在生物識別和自動駕駛等領域都有着舉足輕重的地位，而中國正處於這一領域的發展前沿。“在不遠的將來，我們將以比現有系統更快、更高效的方式執行人工智能任務，進而實現人工智能器件的高密度集成。”艾麗娜説。

記者瞭解到，作為中國科技期刊卓越行動計劃的“領軍期刊”，《光：科學與應用》於2012年正式創刊，由中國科學院長春光學精密機械與物理研究所、中國光學學會共同主辦。2019年，《光：科學與應用》入選中國科技期刊卓越行動計劃領軍期刊，影響因子連續6年突破13並位於世界光學期刊前三，是中國首本進入世界影響因子總榜百強的科技期刊，已躋身世界一流光學期刊行列。