Des chercheurs développent un système pour améliorer la reconnaissance des empreintes digitales latentes
Système informatique de réservoir basé sur une photo-synapse et un réseau de dispositifs memristors. a Mode de traitement des données du système de reconnaissance d’empreintes digitales traditionnel, réalisé par un capteur optique, une puce mémoire et un processeur indépendants. b Schéma du système de reconnaissance visuelle humaine comprenant la rétine, les neurones optiques et le cortex visuel dans le cerveau humain. c Système RC proposé avec des synapses optiques comme couche d’entrée du réservoir et le réseau de dispositifs memristor comme réseau de lecture. L’encart dans la case en pointillés est le système RC photoélectronique abstrait. Les informations optiques d’origine sont transmises dans le réservoir photoélectronique, où les entrées sont cartographiées de manière non linéaire en sorties de caractéristiques sur la base de l’effet PPC. Et puis, le réseau de memristors reçoit les sorties du réservoir et met en œuvre l’apprentissage de la lecture. Le crédit: Communication Nature (2022). DOI : 10.1038/s41467-022-34230-8
Récemment, un groupe de recherche dirigé par le professeur Long Shibing de l’Université des sciences et technologies de Chine (USTC) de l’Académie chinoise des sciences, en collaboration avec le professeur Liu Qi de l’Université Fudan, a développé un système informatique de réservoir dans le capteur pour la latente reconnaissance d’empreintes digitales avec des photo-synapses ultraviolettes profondes et un réseau de memristors. Cette étude a été publiée dans Communication Nature.
Les photodétecteurs ultraviolets profonds (DUV) jouent un rôle central dans l’exploration de l’espace lointain, la surveillance de l’environnement et l’identification des bio-informations. Cependant, les systèmes de reconnaissance d’empreintes digitales DUV ex-situ conventionnels utilisent un capteur, une mémoire et un processeur séparés, ce qui augmente considérablement la latence dans la prise de décision et donc la puissance de calcul globale.
Inspiré par le système de perception visuelle humaine, le groupe de recherche a construit un système RC à capteur DUV avec des synapses optiques comme couche d’entrée du réservoir et le réseau de dispositifs memristor comme réseau de lecture, qui peut détecter et traiter en parallèle pour assurer une efficacité élevée. et une faible consommation d’énergie.
L’équipe de recherche a utilisé la conception de composants riches en Ga et a développé des photo-synapses GaOx amorphes (a-GaOx) avec des effets de photoconductivité persistante (PPC) améliorés. Une relation de cartographie non linéaire pour le système RC dans le capteur DUV a été construite en entrant des impulsions lumineuses équivalentes à 4 bits pour la simulation afin que les informations de séquence de pixels d’image puissent être échantillonnées pour les valeurs des caractéristiques.
En fin de compte, la formation des sorties du réservoir a été obtenue grâce aux propriétés de modulation polymorphe stables du réseau de dispositifs memristor, permettant la reconnaissance d’empreintes digitales DUV à petite échelle. L’excellente précision de reconnaissance des images d’empreintes digitales DUV lors de l’utilisation d’une stratégie à double fonctionnalité et de ce système matériel est presque identique aux résultats simulés.
Le système atteint une précision de reconnaissance de 100 % après 100 époques d’entraînement et maintient une précision de 90 % même en présence d’un bruit de fond de 15 %, conformément aux caractéristiques anti-bruit de la lumière DUV.
Ce système RC intégré au capteur DUV entièrement matériel fournit un bon prototype de référence pour une reconnaissance efficace et des applications sécurisées des empreintes digitales latentes. C’est également une référence essentielle pour le développement de dispositifs optoélectroniques intelligents dans la bande de fréquences DUV.
« Ce système prototype… fournira plus d’informations sur l’informatique émergente dans les réservoirs de capteurs. Dans l’ensemble, le sujet de ce travail est vraiment intéressant », a déclaré un critique de Communication Nature.
Fourni par l’Université des sciences et technologies de Chine
