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微型神经形态设备模拟人类视觉和记忆

科技日报记者 张佳欣

澳大利亚皇家墨尔本理工大学研究团队展示了一种捕捉、微型处理和存储视觉信息的神经设备视觉神经形态设备。这种小型设备可用与人类相似的形态方式“看”并形成记忆,这项进步朝着开发出能做快速、模拟复杂决策的人类应用程序(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。和记


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。微型
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神经设备视觉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形态数千分之一,不需要外部部件就能运作。模拟该设备模仿了人眼捕捉光线的人类能力,像视神经一样预先打包和传输信息,和记并像人类大脑一样在记忆系统中存储和分类信息。微型这些功能可使其实现超快决策。神经设备视觉

与此前已知设备相比,形态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。

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