纳米结构平面透镜利用机器学习看得更清楚同时消耗更少的电量

范德比尔特大学创建的前端镜头或元成像器有可能取代机器视觉应用中的传统成像光学器件，以更高的速度和更低的功耗生成图像。

将透镜材料纳米结构制成元成像滤波器，可以减少通常较厚的光学透镜，并实现更有效地编码信息的前端处理。成像器设计为与数字后端协同工作，将计算成本高昂的操作转移到高速和低功耗光学器件中。生成的图像在安全系统、医疗应用以及政府和国防工业中具有潜在的广泛应用。

范德比尔特纳米科学与工程研究所副所长、机械工程教授JasonValentine及其同事的概念验证元成像器在《自然纳米技术》上发表的一篇论文中进行了描述。

其他作者包括计算机科学助理教授霍元凯;张厦门，机械工程博士后;HanyuCheng，博士，现为麻省理工学院博士后;刘泉博士计算机科学专业的学生;IvanI.Kravchenko，橡树岭国家实验室纳米材料科学中心高级研发人员。

作者指出，元成像器的这种架构可以高度并行，并弥合自然世界和数字系统之间的差距。Valentine说：“由于其紧凑、高速和低功耗，我们的方法可以在人工智能、信息安全和机器视觉应用中找到广泛的应用。”

该团队的超光学设计首先优化由两个超表面透镜组成的光学器件，这些透镜用于对特定对象分类任务的信息进行编码。基于手写数字数据库和常用于测试各种机器学习系统的服装图像数据库训练的网络，制作了两个版本。元成像器在手写数字方面实现了98.6%的准确率，在服装图像方面实现了88.8%的准确率。

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