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柔性人工视觉感知和存储系统展现长期记忆

2018-03-25

传感器世界 2018年1期
关键词:阻器外界光线

中科院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室沈国震与北京科技大学数理学院陈娣领导的一个研究小组,开发出一种仿生柔性人工视觉感知与存储系统。系统展现出长期的信息记忆功能,能够稳定记忆长达一周以上,在未来的可穿戴设备、电子眼、多功能机器人和视觉障碍者的辅助设备等方面具有极大的应用潜力,也为设计新型的柔性多功能传感和存储集成器件如触觉记忆系统和听觉记忆系统提供了新思路。

当前的图像传感器已能实现对一些简单图形的识别能力,但当外界光线消失时,感知到的图形信息也随即消失,无法实现对感知信息的存储功能。

研究人员将一种基于氧化铟半导体微米线阵列的图像传感器件与一种基于原子层沉积的氧化铝阻变式忆阻器件集成在一起,通过外界紫外光线激发,图像传感器的电阻状态将从高阻态转变为低阻态。当其阻值降低到一定值,将使串联的忆阻器件两端的电压达到忆阻器的开启电压,进而激发忆阻器从高阻态转换为低阻态,这两种状态分别对应于逻辑电路中的off(0)和on(1)状态。这样,当外界的紫外光线消失时,图像传感器件将恢复到初始状态,但其感知到的光线信息已经以二进制的形式被存储在忆阻器中,再通过扩展器件阵列的像素密度而组装的10×10视觉存储阵列器件,实现了对于外界图像式光线分布的感知与存储功能。

通过在忆阻器两端施加一负向电压,可擦除掉已存储的光线分布信息,并再次存储其他图像的光线分布信息,从而实现集成器件的可重复利用性。

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