开拓人工视觉系统，既要重新创建人工系统的灵巧性、繁芜性温柔应性，又要通过高效率打算和简洁的办法来实现它。目前的人工视觉系统每每采取传统的互补金属氧化半导体（CMOS）或者电荷耦合器件（CCD）图像传感器与实行机器视觉算法的数字系统相连接来实现，这些传统的数字人工视觉系统具有功耗高、尺寸大、本钱高档缺陷。
科研职员设计并制备了一个1024像素的柔性神经形态光电传感器阵列，个中铯铅溴钙钛矿量子点作为感光层和光生电荷俘获层，半导体性碳纳米管薄膜作为电荷传输层，二者复合具有良好的柔性，能够均匀的大面积成膜，并能够保持长期稳定性。同时，该光电传感器阵列集成了光传感、信息存储和数据预处理等功能，这与生物系统行为类似，实现实时并行处理信息，这对付模拟生物视觉处理的人工视觉系统具有主要的启示意义。此外，研究还首次实现了在极暗条件下相应（超弱光脉冲1 μW/cm2），并完成神经形态强化学习的案例。
基于此神经形态光电传感器，下一步科研职员希望通过电路设计，构建功能更强大的人工神经网络，仿照大脑对信息的处理过程，实现对已知数据之间的关联和特色进行学习，从而得到对未知数据更加强大的处理能力。
全文链接：http://DOI:10.1038/s41467-021-22047-w
图1. 单元器件设计与性能。半导体性碳纳米管和无机钙钛矿量子的复合薄膜构成器件的沟道材料。个中，量子点作为感光层和光生电荷俘获层，高纯度半导体性碳纳米管薄膜作为载流子传输层。a. 构造示意图；b. 柔性人工视觉光电传感器外不雅观图（标尺，5 mm）；c. 不同光强下的器件转移特性曲线；d. 暗态（上图）与光照（下图）条件下的浸染机制。
图2. 光电相应与神经突触特性。a. 相应度、外量子效率与激光功率密度关系，个中相应度高达5.1×107 A/W； b. 探测度与激光功率密度关系，个中探测度高达2×1016 Jones；c. 基于不同种别材料的器件相应度-探测度综合性能比拟；d. 光学和电学勉励下的器件开关相应特性，个中信噪频年夜于>105；e. 人工神经突触的双脉冲易化（PPF）性能；f. 人工神经突触的长程增强征象。
图3. 碳纳米管-量子点神经形态人工视觉光电传感器。a. 人工视觉光电传感器外不雅观图（标尺，5 mm）；b. 1024像素传感器阵列光学照片（标尺，0.5 mm）；c. 单元像素的光学照片（标尺，20 μm）； d. 人类视觉皮层针对不同人脸形成的差异性印象的示意图；e. 初始状态以及在10、20、50、100和200个光脉冲演习后数字“8”突触权重结果。个中，激光波长405 nm，激光功率密度 1 μW/cm2，光脉冲宽度250 ms，脉冲间隔250 ms；f. 初始状态以及在4.0 μW/cm2, 0.3 mW/cm2, 1.0 mW/cm2, 2.5 mW/cm2 和 4.0 mW/cm2功率密度下演习10个光脉冲后数字“8”的突触权重结果。个中，激光波长405 nm，光脉冲宽度250 ms，脉冲间隔250 ms；g. 人类面部（论文第一作者）的识别演习过程仿照。
（中国日报辽宁站）
来源：中国日报网
