高集成度神经形态学人工视觉光电传感器问世

记者从中国科学院冶金研究所沈阳国家材料科学研究中心了解到，该研究所与南京理工大学、苏州纳米技术研究所、东北大学、南京大学合作研制了柔性碳纳米管-量子点神经形态人工视觉光电传感器。最近，这项成果以“神经形态视觉系统柔性超灵敏光电传感阵列”为题，在《自然通讯》网上发表。

人工视觉系统的发展不仅要再现人工系统的灵活性、复杂性和适应性，而且要通过高效的计算和简洁的方式来实现。目前，人工视觉系统通常采用传统的互补金属氧化物半导体(CMOS)或电荷耦合器件(CCD)图像传感器，与执行机器视觉算法的数字系统相连，实现人工视觉功能。

由于传统数字人工视觉系统功耗高、体积大、成本高的缺点，课题组设计并制备了一种1024像素的柔性神经型光电传感器阵列，其中铯-铅-溴钙钛矿量子点作为光敏层和光生电荷俘获层，半导体碳纳米管薄膜作为电荷传输层。两者的结合具有良好的柔韧性，能形成均匀的大面积薄膜，并能保持长期稳定性。同时，光电传感器阵列集光传感、信息存储和数据预处理功能于一体，类似于生物系统的行为，实现了信息的实时并行处理，对模拟生物视觉处理的人工视觉系统具有重要的启发意义。此外，该研究首次实现了对极其黑暗的条件做出反应，完成神经形态学强化学习的案例。

基于这种神经形态光电传感器，研究人员希望通过电路设计构建更强大的人工神经网络，模拟大脑对信息的处理过程，学习已知数据之间的相关性和特征，从而获得对未知数据更强大的处理能力。