現(xiàn)有技術(shù)缺點

1.CMOS弱光性能差：僅能感知1.0勒克斯照明，難檢測夜間/深空微弱光信號。

2.傳統(tǒng)計算能耗高：“感知-處理分離"架構(gòu)（如GPU）能耗比生物系統(tǒng)高9個數(shù)量級。

3.神經(jīng)形態(tài)器件適應(yīng)性差：弱光靈敏度低，無法模擬貓頭鷹暗適應(yīng)機(jī)制。

文章亮點

1.光電解耦雙模設(shè)計：模擬貓頭鷹暗適應(yīng)，三端晶體管結(jié)構(gòu)（絕緣聚合物包覆層+光吸收層）增強(qiáng)光敏性，并行光子感知與電學(xué)可塑性仿真。

2.超高弱光探測：主動適應(yīng)指數(shù)331，感知0.146 nW·cm?2弱光（較CMOS提升3個數(shù)量級）。

3.穩(wěn)定突觸可塑性：循環(huán)LTP/LTD，支持0.146~11.7 nW·cm?2光強(qiáng)跨3種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)部署權(quán)重。

4.類腦系統(tǒng)集成：無人機(jī)空對地識別系統(tǒng)，0.146~11.7 nW·cm?2下識別準(zhǔn)確率＞95%。

應(yīng)用場景

1.夜間監(jiān)控：城市安防、邊境無輔助照明目標(biāo)識別。

2.無人機(jī)搜救/探測：夜間搜救、深空（月球/火星）物質(zhì)識別。

3.精密制導(dǎo)：、衛(wèi)星暗光環(huán)境目標(biāo)跟蹤。

總結(jié)

在光子匱乏環(huán)境中被動目標(biāo)探測對于擴(kuò)展機(jī)器視覺在精密制導(dǎo)、智能監(jiān)控和預(yù)警等眾多應(yīng)用中的能力至關(guān)重要。 在此，受貓頭鷹視覺的啟發(fā)，作者報道了一種具有光電解耦機(jī)制的雙模突觸晶體管，能夠?qū)崿F(xiàn)并行的光子感知與電學(xué)可塑性仿真。由此，該器件表現(xiàn)出約331的高主動適應(yīng)指數(shù)，并具有感知低至0.146 nW cm?2的微弱光強(qiáng)的能力。作者還實現(xiàn)了具循環(huán)穩(wěn)定性的突觸權(quán)重調(diào)制，呈現(xiàn)出長期的增強(qiáng)與抑制行為，并通過自適應(yīng)對比度增強(qiáng)驗證了在0.146–11.70 nW cm?2光強(qiáng)范圍內(nèi)跨三種基礎(chǔ)人工神經(jīng)層次部署權(quán)重的可行性。該受貓頭鷹視覺啟發(fā)的器件為面向能效化與低光圖像處理的類腦視覺傳感器奠定了硬件基礎(chǔ)。

來源;傳感器專家網(wǎng)