高集成神經(jīng)形態(tài)人工視覺(jué)光電傳感器問(wèn)世

　　記者從中科院金屬所沈陽(yáng)材料科學(xué)國家研究中心獲悉，該所與南京理工大學(xué)、中科院蘇州納米所、東北大學(xué)、南京大學(xué)等單位合作，開(kāi)發(fā)出一種柔性碳納米管—量子點(diǎn)神經(jīng)形態(tài)人工視覺(jué)光電傳感器。近日，該成果以“面向神經(jīng)形態(tài)視覺(jué)系統的柔性超靈敏光電傳感陣列”為題，在《自然·通訊》在線(xiàn)發(fā)表。

　　人工視覺(jué)系統的開(kāi)發(fā)，既要重新創(chuàng )建人工系統的靈活性、復雜性和適應性，又要通過(guò)高效率計算和簡(jiǎn)潔的方式來(lái)實(shí)現它。目前，人工視覺(jué)系統往往采用傳統的互補金屬氧化半導體(CMOS)或者電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器，通過(guò)和執行機器視覺(jué)算法的數字系統連接，進(jìn)而實(shí)現人工視覺(jué)功能。

　　由于傳統的數字人工視覺(jué)系統具有功耗高、尺寸大、成本高等缺點(diǎn)，課題組設計并制備了一個(gè)1024像素的柔性神經(jīng)形態(tài)光電傳感器陣列，其中銫鉛溴鈣鈦礦量子點(diǎn)作為感光層和光生電荷俘獲層，半導體性碳納米管薄膜作為電荷傳輸層，二者復合具有良好的柔性，能夠均勻的大面積成膜，并能夠保持長(cháng)期穩定性。同時(shí)，該光電傳感器陣列集成了光傳感、信息存儲和數據預處理等功能，這與生物系統行為類(lèi)似，實(shí)現實(shí)時(shí)并行處理信息，這對于模仿生物視覺(jué)處理的人工視覺(jué)系統具有重要的啟發(fā)意義。此外，研究還首次實(shí)現了在極暗條件下響應并完成神經(jīng)形態(tài)強化學(xué)習的案例。

　　基于此神經(jīng)形態(tài)光電傳感器，科研人員希望通過(guò)電路設計，構建功能更強大的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )，模擬大腦對信息的處理過(guò)程，實(shí)現對已知數據之間的關(guān)聯(lián)和特征進(jìn)行學(xué)習，從而獲得對未知數據更加強大的處理能力。(記者郝曉明)