在人腦處理信息的過程中，超過80%的信息是通過眼睛獲得的，人眼可以進(jìn)行信息的探測(cè)和同步處理，且整體功耗極小。相對(duì)的，機(jī)器的視覺系統(tǒng)面臨著信息冗余、時(shí)效性較低和功耗較高的困境。
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因此，構(gòu)建一個(gè)可以媲美人眼、具備同步進(jìn)行信息探測(cè)和處理功能的類腦視覺傳感器一直是眾多科研人員集中探索的重要方向之一。日前，浙江大學(xué)集成電路學(xué)院聯(lián)合硅及先進(jìn)半導(dǎo)體材料全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、浙大杭州國(guó)際科創(chuàng)中心的科研團(tuán)隊(duì)共同開發(fā)出了一款能夠模仿人類視覺系統(tǒng)的神經(jīng)形態(tài)視覺傳感器。該器件模仿了人眼捕捉光線的能力，能像視神經(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(chǔ)和分類信息，這些功能可實(shí)現(xiàn)超快決策。mAm新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門戶網(wǎng)

光線進(jìn)入眼睛，通過晶狀體聚焦在視網(wǎng)膜上，眼睛感知細(xì)胞會(huì)將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，識(shí)別光的顏色、強(qiáng)度和對(duì)比度，然后這些信號(hào)通過突觸和神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)揭暽窠?jīng)，并在大腦的視覺皮層進(jìn)行處理，形成對(duì)視覺世界的有意識(shí)感知。mAm新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門戶網(wǎng)

在團(tuán)隊(duì)研發(fā)的神經(jīng)形態(tài)視覺傳感器中，器件功能從硅的光吸收開始，將光能轉(zhuǎn)化為光電壓，光電壓使鐵電氧化鋁鉿層極化，智能石墨烯通道感知這些變化并將信號(hào)傳輸?shù)捷敵龆�，連續(xù)微弱的光信號(hào)最終可以形成一個(gè)圖案，該圖案可以識(shí)別物體、數(shù)字、圖像或人臉。mAm新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門戶網(wǎng)

若想深入理解這項(xiàng)成果，得從一種特殊的材料——氧化鋁鉿說起。盡管一些典型的二維材料已大幅縮小了仿生神經(jīng)形態(tài)視覺系統(tǒng)的器件尺寸，但晶體缺陷和低速度仍然是其商業(yè)應(yīng)用的制約因素。在本項(xiàng)科研工作中，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種制作具有鐵電性質(zhì)的氧化鋁鉿界面層制備方法，采用原子層沉積的方法來實(shí)現(xiàn)這一界面層，并將其與單層石墨烯進(jìn)一步集成，形成鐵電場(chǎng)效應(yīng)晶體管，充分發(fā)揮了鐵電材料“高集成度、低功耗”的優(yōu)勢(shì)。mAm新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門戶網(wǎng)

“盡管仿生神經(jīng)形態(tài)視覺傳感器是一種用于交互傳感器和攝像頭的計(jì)算機(jī)芯片，但在某些方面，它的工作方式就像一只生物眼睛，具有捕捉和處理高質(zhì)量圖像的能力�！闭憬髮W(xué)集成電路學(xué)院博士后研究員Ali Imran說。mAm新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門戶網(wǎng)

值得一提的是，本項(xiàng)成果也提出了一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的器件制備方法，有望在產(chǎn)業(yè)化過程中進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。mAm新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門戶網(wǎng)