柔性人工視覺感知和存儲(chǔ)系統(tǒng)展現(xiàn)長(zhǎng)期記憶

中科院半導(dǎo)體研究所半導(dǎo)體超晶格國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室沈國(guó)震與北京科技大學(xué)數(shù)理學(xué)院陳娣領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組，開發(fā)出一種仿生柔性人工視覺感知與存儲(chǔ)系統(tǒng)。系統(tǒng)展現(xiàn)出長(zhǎng)期的信息記憶功能，能夠穩(wěn)定記憶長(zhǎng)達(dá)一周以上，在未來的可穿戴設(shè)備、電子眼、多功能機(jī)器人和視覺障礙者的輔助設(shè)備等方面具有極大的應(yīng)用潛力，也為設(shè)計(jì)新型的柔性多功能傳感和存儲(chǔ)集成器件如觸覺記憶系統(tǒng)和聽覺記憶系統(tǒng)提供了新思路。

當(dāng)前的圖像傳感器已能實(shí)現(xiàn)對(duì)一些簡(jiǎn)單圖形的識(shí)別能力，但當(dāng)外界光線消失時(shí)，感知到的圖形信息也隨即消失，無法實(shí)現(xiàn)對(duì)感知信息的存儲(chǔ)功能。

研究人員將一種基于氧化銦半導(dǎo)體微米線陣列的圖像傳感器件與一種基于原子層沉積的氧化鋁阻變式憶阻器件集成在一起，通過外界紫外光線激發(fā)，圖像傳感器的電阻狀態(tài)將從高阻態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈妥钁B(tài)。當(dāng)其阻值降低到一定值，將使串聯(lián)的憶阻器件兩端的電壓達(dá)到憶阻器的開啟電壓，進(jìn)而激發(fā)憶阻器從高阻態(tài)轉(zhuǎn)換為低阻態(tài)，這兩種狀態(tài)分別對(duì)應(yīng)于邏輯電路中的off（0）和on（1）狀態(tài)。這樣，當(dāng)外界的紫外光線消失時(shí)，圖像傳感器件將恢復(fù)到初始狀態(tài)，但其感知到的光線信息已經(jīng)以二進(jìn)制的形式被存儲(chǔ)在憶阻器中，再通過擴(kuò)展器件陣列的像素密度而組裝的10×10視覺存儲(chǔ)陣列器件，實(shí)現(xiàn)了對(duì)于外界圖像式光線分布的感知與存儲(chǔ)功能。

通過在憶阻器兩端施加一負(fù)向電壓，可擦除掉已存儲(chǔ)的光線分布信息，并再次存儲(chǔ)其他圖像的光線分布信息，從而實(shí)現(xiàn)集成器件的可重復(fù)利用性。