為搶抓人工智能發展的重大戰略機遇，大陸在《新一代人工智能發展規劃》中明确指出要大力開展具有成像功能的類腦視覺傳感技術研究。神經形态類腦視覺硬體作為具有光資訊感覺、資訊處理、資訊存儲、邏輯思維和判斷功能的新型器件，是建構類腦視覺感覺和實作超低功耗類腦存算的核心部件，在人工智能、機器視覺、智能家居、自動駕駛、工業檢測、生物醫學成像及智慧健康等領域呈現出巨大發展潛力。傳統神經形态視覺系統通過将傳感單元、存儲單元和計算單元內建，能夠實作對外部環境視覺資訊的有效擷取與處理，但是也存在感存算分離引起的資訊備援、功耗過大與效率不足等挑戰。相較于傳統人造類腦視覺技術，先進生物類腦視覺系統具有超低功耗、寬譜響應、并行處理、自适應性、移植修複、高共形性等優勢賦予仿生類腦視覺的無限遐想。是以，如何發展具有生物類腦視覺能力的高能效仿生眼已成為該領域研究的熱點問題之一。
近日，西北工業大學柔性電子基礎科學中心黃維院士、南京工業大學劉舉慶教授與劉正東副教授合作報道了一種基于離子凝膠異質結光感受器的生物眼啟發型自驅動視網膜形态眼（SHR-E）。它具有寬光譜感覺（365至970 nm）、寬視場（180°）和光突觸（雙脈沖異化指數為153%）行為，能夠實作生物視覺系統的光學成像和運動跟蹤功能。重要的是，該仿生眼以離子為信号傳輸的媒介，與生物體中信号傳遞的方式相似，進而實作了無需要外部能量輸入的寬視場探測和高效的視覺信号處理。值得指出的是，由于離子凝膠本征具有的自愈合性，該仿生視網膜具備了移植修複能力，通過替換功能失調的光感受器，實作視網膜的移植修複，進而恢複視覺功能。此外，其出色共形能力使其能夠輕松貼合任意幾何形狀，為未來在複雜多場景中的應用提供了無限可能。該研究工作不僅為人工視覺系統的發展提供了新的方向，也為生物電子學和類腦視覺領域的深入探索奠定了基礎。相關研究工作以“A bionic self-driven retinomorphic eye with ionogel photosynaptic retina”為題發表在國際著名期刊Nature Communications（《自然•通訊》）上。該工作得到了國家自然科學基金、江蘇省特聘教授等項目的支援。原文連結：
https://doi.org/10.1038/s41467-024-47374-6.來源：柔性電子前沿科學中心