HONG KONG SAR – Media OutReach Newswire – Sebuah tim yang dipimpin oleh Profesor Zhiqin Chu, Profesor Can Li dan Profesor Ngai Wong dari Departemen Teknik Elektro dan Elektronik Universitas Hong Kong (HKU) berkolaborasi dengan para ilmuwan dari daratan Tiongkok dan Jerman dalam teknologi penginderaan kuantum. Proyek penelitian telah mencapai kemajuan terobosan dalam meningkatkan kecepatan dan resolusi penginderaan kuantum bidang luas.

Dengan berkolaborasi dengan para ilmuwan dari Tiongkok Daratan dan Jerman, tim ini berhasil mengembangkan teknologi penginderaan kuantum yang inovatif menggunakan sensor penglihatan neuromorfik, yang dirancang untuk meniru sistem penglihatan manusia.

Tim peneliti meniru sistem visual manusia dan merancang sensor penglihatan neuromorfik baru. Sensor tersebut dapat mengkodekan perubahan intensitas fluoresensi menjadi pulsa selama proses pengukuran resonansi magnetik yang terdeteksi secara optik (ODMR), sehingga sangat mengompresi jumlah data dan mengurangi latensi.

Sistem penginderaan kuantum baru lebih efisien dibandingkan metode tradisional dan memiliki potensi penerapan dalam memantau proses dinamis dalam sistem biologis dan bidang lainnya.

Makalah penelitian tersebut telah dipublikasikan di jurnal Advanced Science bertajuk “Widefield Diamond Quantum Sensing with Neuromorphic Vision Sensors”.

“Para peneliti di seluruh dunia telah bekerja keras untuk mengeksplorasi cara meningkatkan akurasi pengukuran dan resolusi spatiotemporal penginderaan kuantum. Sensor gambar saat ini mengirimkan data penginderaan dalam bentuk bingkai gambar ke akhir pasca-pemrosesan untuk analisis lebih lanjut. Kecepatan transmisi secara umum kurang dari 100% per detik. Lebih dari 100 frame secara signifikan membatasi resolusi penginderaan temporal. Memproses sejumlah besar data yang disajikan dalam bentuk bingkai gambar selalu menjadi tantangan besar dalam mengembangkan sistem penginderaan baru. Penelitian kami adalah untuk menerobos kemacetan ini,” ungkap Zhiyuan Du, penulis pertama makalah ini dan kandidat doktor di Departemen Teknik Elektro dan Elektronik.

Du mengatakan bahwa fokus profesornya pada penginderaan kuantum telah menginspirasi dia dan anggota tim lainnya untuk membuat terobosan baru di bidang ini. Dia juga didorong oleh hasrat untuk mengintegrasikan penginderaan dan komputasi.

“Perkembangan terbaru memberikan wawasan baru untuk penginderaan kuantum bidang lebar dengan presisi tinggi dan latensi rendah, dengan kemungkinan integrasi dengan perangkat memori yang sedang berkembang untuk mewujudkan sensor kuantum yang lebih cerdas,” tambahnya.

Tim menggunakan kamera acara yang tersedia untuk demonstrasi dan menerapkan teknologi penginderaan baru untuk mengukur frekuensi resonansi ODMR. Ditemukan bahwa dibandingkan dengan teknologi berbasis bingkai tercanggih saat ini, teknologi penginderaan tidak hanya memiliki akurasi yang sama, tetapi juga memiliki peningkatan resolusi temporal sebesar 13 kali lipat.

Kamera peristiwa menggunakan sensor peristiwa untuk menghasilkan keluaran hanya ketika terjadi perubahan signifikan dalam pemandangan, tidak seperti kamera tradisional yang terus mengumpulkan bingkai gambar pada interval waktu tetap.

Tim melapisi nanopartikel emas pada permukaan berlian dan kemudian menggunakan laser untuk mengubah suhu permukaan berlian untuk dideteksi.
“Kami menggunakan teknologi baru untuk berhasil memantau perubahan suhu pada permukaan nanopartikel emas berlian. Hal ini sulit dicapai dengan metode yang ada,” kata Du.

Sensor tradisional mencatat intensitas cahaya, dan sensor penglihatan neuromorfik selanjutnya memproses perubahan intensitas cahaya menjadi “denyut” yang mirip dengan sistem penglihatan biologis, sehingga sangat meningkatkan resolusi waktu (hingga sekitar mikrodetik) dan rentang penginderaan dinamis (>120 dB). Teknologi baru ini dapat digunakan untuk menangkap perubahan sinyal yang lebih halus atau cepat dan diterapkan pada pengukuran dinamis yang berubah dengan cepat, dengan rentang perubahan intensitas cahaya terukur yang lebih luas. Pada saat yang sama, metode baru ini dapat menghilangkan sinyal latar belakang statis yang berlebihan, yang sangat efektif untuk pemandangan di mana perubahan gambar jarang terjadi, seperti pelacakan target dan kendaraan otonom.

“Metode baru kami akan membawa perubahan besar pada sensor kuantum medan luas dan meningkatkan kinerja sensor secara signifikan dalam kisaran biaya yang dapat diterima,”Profesor Zhiqin Chu.

“Hal ini juga membuat penggunaan perangkat sinaptik elektronik berbasis memori baru untuk mencapai fungsi pemrosesan dekat-sensor semakin mendekati kenyataan,” tambah Profesor Can Li.

“Potensi teknologi ini dalam aplikasi industri perlu dieksplorasi lebih lanjut, seperti untuk mempelajari perubahan dinamis pada material dan mengidentifikasi cacat pada microchip,” komentar Profesor Ngai Wong.

Baca selengkapnya di: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202304355

Keterangan Foto: (Dari kiri) Profesor Ngai Wong, Profesor Can Li, Profesor Zhiqin Chu dan Zhiyuan Du Kredit Gambar: University of Hong Kong