微型神经形态设备模拟人类视觉和记忆

澳大利亚皇家墨尔本理工大学研究团队展示了一种捕捉、处理和存储视觉信息的神经形态设备。这种小型设备可用与人类相似的方式“看”并形成记忆，这项进步朝着开发出能做快速、复杂决策的应用程序（例如在自动驾驶汽车中）迈出了一大步。相关研究14日发表于《先进功能材料》杂志。

苏梅特·瓦利亚教授（左）和博士研究员艾莎妮·马祖姆德演示实验装置。
图片来源：澳大利亚皇家墨尔本理工大学

这种神经形态设备是一种由掺杂氧化铟传感元件实现的单芯片，厚度仅为人类头发丝的数千分之一，不需要外部部件就能运作。该设备模仿了人眼捕捉光线的能力，像视神经一样预先打包和传输信息，并像人类大脑一样在记忆系统中存储和分类信息。这些功能可使其实现超快决策。

与此前已知设备相比，新设备能够在更长的时间内保留信息，不需要频繁的电信号来刷新记忆。这一能力显著降低了能耗，并提高了设备的性能。

人眼只有一个视网膜，可以捕捉整个图像，然后由大脑进行处理，以识别物体、颜色和其他视觉特征。研究团队从人眼中汲取灵感，创造出具有类似功能的“相机”。该设备通过使用单一元素图像传感器来模拟视网膜的功能，这些传感器在一个平台上捕获、存储和处理视觉信息。

神经形态视觉系统使用类似于人脑的模拟处理，与目前的技术相比，可以大大减少执行复杂视觉任务所需的能量。

该团队表示，如果将这项技术从目前使用的紫外光扩展到可见光和红外光，还能应用于更多领域或场景，如仿生视觉、危险环境中的自主操作、食品保质期评估和法医学。此外，神经形态机器人有望在可能发生塌方、爆炸和存在有毒气体的危险环境中长时间自主运行。