微型神經(jīng)形態(tài)器件模擬人類視覺和記憶

澳大利亞皇家墨爾本理工大學(xué)研究團隊展示了一種捕捉、處理和存儲視覺信息的神經(jīng)形態(tài)器件，它可用與人類相似的方式“看”并形成記憶，這項進步朝著開發(fā)出能做快速、復(fù)雜決策的應(yīng)用（例如在自動駕駛汽車中）邁出了一大步。相關(guān)研究14日發(fā)表于《先進功能材料》期刊。

這種神經(jīng)形態(tài)器件是一種由摻雜氧化銦傳感元件實現(xiàn)的單芯片，厚度僅為人類頭發(fā)絲的數(shù)千分之一，不需要外部組件就能運作。該器件模仿了人眼捕捉光線的能力，像視神經(jīng)一樣預(yù)先打包和傳輸信息，并像人類大腦一樣在記憶系統(tǒng)中存儲和分類信息。這些功能可使其實現(xiàn)超快決策。

與此前已知器件相比，新器件能夠在更長的時間內(nèi)保留信息，不需要頻繁的電信號來刷新記憶。這一能力顯著降低了能耗，并提高了器件的性能。

人眼只有一個視網(wǎng)膜，可以捕捉整個圖像，然后由大腦進行處理，以識別物體、顏色和其他視覺特征。研究團隊從人眼中汲取靈感，創(chuàng)造出具有類似功能的“相機”。該器件通過使用單一元素圖像傳感器來模擬視網(wǎng)膜的功能，這些傳感器在一個平臺上捕獲、存儲和處理視覺信息。

神經(jīng)形態(tài)視覺系統(tǒng)使用類似于人腦的模擬處理，與目前的技術(shù)相比，可以大大減少執(zhí)行復(fù)雜視覺任務(wù)所需的能量。

該團隊表示，如果將這項技術(shù)從目前使用的紫外光擴展到可見光和紅外光，還能應(yīng)用于更多領(lǐng)域或場景，例如仿生視覺、危險環(huán)境中的自主操作、食品保質(zhì)期評估和法醫(yī)學(xué)。此外，神經(jīng)形態(tài)機器人有望在可能發(fā)生塌方、爆炸和存在有毒氣體的危險環(huán)境中長時間自主運行。