鈣鈦礦打造人工視網膜 可測光線可識別手寫數字

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【加拿大都市網】研究人員用鈣鈦礦(perovskite)物料建造了一個人工視網膜,能夠以類似於人眼的方式檢測光線。在測試中,該設備甚至能夠識別手寫的數字。

人類和其他哺乳動物的眼睛由於視網膜中的感光細胞(視桿和視錐)而看見東西,它們吸收進入的光子並向大腦發送電信號。這項新的研究中,沙特阿拉伯的鴨都拉國王科技大學(KAUST)的研究人員開始在一個人工設備中模擬這一過程。

關鍵成分是鈣鈦礦,一種在吸收光線方面非常有效的材料,因而正在成為下一代太陽能電池的領跑者。在這種情況下,該團隊利用這種吸收光的能力來製作一個傳感器。

鈣鈦礦納米晶體被嵌入到一種聚合物上,然後將該層夾在兩個電極之間,底部是鋁,頂部是氧化銦錫。這個上面的電極被蝕刻,讓光通過過氧化物層,形成一個感光器的陣列。這些都是在一個聚酰亞胺基底上製作的,該基底可以讓設備彎曲成任何需要的形狀,如人類視網膜的形狀。

為了處理光輸入,這個感光器陣列被連接到一個CMOS傳感器和一個具有100個輸出神經元的神經網絡。在使用4 x 4陣列的測試中,該設備使用各種顏色的LED進行照明,發現其光學反應與人眼的反應非常相似,該系統對綠光特別敏感。在其他測試中,該系統甚至能夠識別手寫的數字,準確率達到72%。它也非常穩定,129星期後對光的反應沒有變化。

「我們在該領域研究的最終目標是開發高效的神經形態視覺傳感器,為計算機視覺應用構建高效的相機,」該研究的通訊作者Khaled Nabil Salama說。「現有的系統使用光電探測器,其運行需要電源,因此消耗大量的能源,即使是在待機狀態。相比之下,我們提出的感光器是電容式設備,其運行不消耗靜態功率」。

圖片:KAUST

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