“智能”玻璃將開(kāi)啟新未來(lái)！不需要傳感器和電源就能識(shí)別圖像！

       許多現(xiàn)代智能手機(jī)所采用的復(fù)雜人臉識(shí)別技術(shù)有朝一日可能會(huì)得到高科技升級(jí)，其聲音和外觀都出人意料地低技術(shù)含量。這扇通向未來(lái)的窗戶只不過(guò)是一塊玻璃，美國(guó)威斯康辛大學(xué)麥迪遜分校的工程師們發(fā)明了一種制造“智能”玻璃的方法，這種玻璃可以在不需要任何傳感器、電路或電源的情況下識(shí)別圖像。

       正在利用光學(xué)技術(shù)將攝像機(jī)、傳感器和深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)正常設(shè)置濃縮成一塊薄薄的玻璃。其研究成果發(fā)表在《光子學(xué)研究》上（包括概念驗(yàn)證研究的細(xì)節(jié)）。將人工智能嵌入惰性物體中，乍一看，這個(gè)概念似乎出自科幻小說(shuō)。然而，這一進(jìn)步可能為低功耗電子產(chǎn)品開(kāi)辟新的領(lǐng)域?，F(xiàn)在，每當(dāng)你用人臉識(shí)別解鎖手機(jī)時(shí)，人工智能就會(huì)占用大量的計(jì)算資源(和電池壽命)，這與機(jī)器視覺(jué)的典型路線完全不同，研究人員設(shè)想了一些看起來(lái)像半透明方塊的玻璃。

       玻璃中巧妙放置的微小氣泡和雜質(zhì)會(huì)以特定方式彎曲光線，以區(qū)別于不同的圖像。這就是人工智能的作用。為了證明其概念，工程師們?cè)O(shè)計(jì)了一種方法來(lái)制造識(shí)別手寫數(shù)字的玻璃碎片。從數(shù)字圖像中發(fā)出的光從玻璃的一端進(jìn)入，然后聚焦到玻璃另一端的九個(gè)特定點(diǎn)中的一個(gè)，每個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)字，當(dāng)手寫的3變成8時(shí)，這種玻璃的動(dòng)態(tài)足以實(shí)時(shí)檢測(cè)到。實(shí)驗(yàn)室研究生Erfan Khoram感嘆到：研究能夠用如此簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)得到如此復(fù)雜的行為，這真的很了不起。

       設(shè)計(jì)這種能識(shí)別數(shù)字的玻璃類似于機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練過(guò)程，只是工程師們“訓(xùn)練”的是一種模擬材料，而不是數(shù)字代碼。具體來(lái)說(shuō)，工程師們將不同大小和形狀的氣泡以及像石墨烯這樣的小塊吸光材料放置在玻璃內(nèi)的特定位置。雖然已經(jīng)習(xí)慣了數(shù)字計(jì)算，但這拓寬了我們的視野，光傳播的波動(dòng)力學(xué)為模擬人工神經(jīng)計(jì)算提供了一種新的方法這樣做的一個(gè)好處是，計(jì)算是完全被動(dòng)的，是材料固有的，這意味著一塊圖像識(shí)別玻璃可以被使用數(shù)十萬(wàn)次?？赡軙?huì)把這種玻璃用作生物特征鎖，只識(shí)別一個(gè)人的臉。

       一旦建成，它將永遠(yuǎn)不需要電力或互聯(lián)網(wǎng)，這意味著它可以在數(shù)千年后為你保存一些安全的東西。此外，它以光速工作，因?yàn)椴Ａㄟ^(guò)扭曲光波來(lái)區(qū)分不同的圖像。雖然前期的培訓(xùn)過(guò)程可能會(huì)很耗時(shí)，而且需要計(jì)算，但這種玻璃本身制作起來(lái)很容易，成本也不高。在未來(lái)，研究人員計(jì)劃確定他們的方法是否適用于更復(fù)雜的任務(wù)，比如面部識(shí)別。這項(xiàng)研究的合作者、哥倫比亞大學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)教授袁明(音譯)說(shuō)：這項(xiàng)技術(shù)的真正力量在于它能夠在不消耗任何能源的情況下，即時(shí)處理復(fù)雜得多的分類任務(wù)。

       這些任務(wù)是創(chuàng)造人工智能的關(guān)鍵：如教無(wú)人駕駛汽車識(shí)別交通信號(hào)，在消費(fèi)設(shè)備中啟用語(yǔ)音控制，以及其他許多例子。與人類視覺(jué)不同的是，智能玻璃具有令人難以置信的廣泛性，它能夠識(shí)別數(shù)不清的不同物體。與人類視覺(jué)不同的是，智能玻璃能夠在特定的應(yīng)用領(lǐng)域表現(xiàn)出色——例如，一塊用于識(shí)別數(shù)字，一塊用于識(shí)別字母，另一塊用于識(shí)別人臉等等，并設(shè)想應(yīng)用特定、任務(wù)驅(qū)動(dòng)的技術(shù)，這幾乎改變了我們?cè)O(shè)計(jì)機(jī)器視覺(jué)的一切。