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本報(bào)訊（記者沈春蕾）近日，中國(guó)科學(xué)院金屬研究所沈陽(yáng)材料科學(xué)國(guó)家研究中心孫東明研究員、成會(huì)明院士課題組與相關(guān)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。相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然—通訊》。
開(kāi)發(fā)人工視覺(jué)系統(tǒng)，既要重新創(chuàng)建人工系統(tǒng)的靈活性、復(fù)雜性和適應(yīng)性，又要通過(guò)高效率的計(jì)算和簡(jiǎn)捷的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。目前的人工視覺(jué)系統(tǒng)往往通過(guò)傳統(tǒng)的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體或者電荷耦合器件圖像傳感器與執(zhí)行機(jī)器視覺(jué)算法的數(shù)字系統(tǒng)相連，這些傳統(tǒng)的數(shù)字人工視覺(jué)系統(tǒng)具有功耗高、尺寸大、成本高等缺點(diǎn)。
科研人員設(shè)計(jì)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(dǎo)體性碳納米管薄膜作為電荷傳輸層，二者復(fù)合具有良好的柔性，能夠均勻地大面積成膜，并保持長(zhǎng)期穩(wěn)定性。同時(shí)，該光電傳感器陣列集成了光傳感、信息存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)預(yù)處理等功能，這與生物系統(tǒng)行為類(lèi)似，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)并行處理信息，對(duì)于模仿生物視覺(jué)處理的人工視覺(jué)系統(tǒng)具有重要啟發(fā)意義。
據(jù)悉，該研究還是首次實(shí)現(xiàn)在極暗條件下響應(yīng)，并完成神經(jīng)形態(tài)強(qiáng)化學(xué)習(xí)的案例。
基于此神經(jīng)形態(tài)光電傳感器，科研人員希望下一步通過(guò)電路設(shè)計(jì)，構(gòu)建功能更強(qiáng)大的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，模擬大腦對(duì)信息的處理過(guò)程，對(duì)已知數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)和特征進(jìn)行學(xué)習(xí)，從而獲得更強(qiáng)的未知數(shù)據(jù)處理能力。
相關(guān)論文信息：
https://doi.org/10.1038/s41467-021-22047-w
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