香港城市大學(xué)（CityUHK）的科學(xué)家開(kāi)發(fā)了一款突破性的可穿戴仿生裝置，模仿鳥(niǎo)類(lèi)卓越視覺(jué)能力，並在近乎零耗電情況下運(yùn)作。這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)標(biāo)誌著朝更高效、先進(jìn)的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的一大躍進(jìn)，未來(lái)有望徹底改變自動(dòng)系統(tǒng)與周?chē)h(huán)境互動(dòng)的方式。

機(jī)器視覺(jué)在快速識(shí)別與分類(lèi)物件等許多時(shí)間敏感的場(chǎng)景中非常重要，對(duì)自動(dòng)駕駛和機(jī)器人技術(shù)尤其關(guān)鍵。然而，傳統(tǒng)的矽基視覺(jué)晶片面臨巨大挑戰(zhàn)，包括高能耗以及難以模仿複雜的生物行為。

城大協(xié)理副校長(zhǎng)（企業(yè)）、材料科學(xué)與工程系何頌賢教授帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)克服這些限制，結(jié)合先進(jìn)材料與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架，研發(fā)出一套視覺(jué)系統(tǒng)，不僅能夠在弱光環(huán)境下「看」得更清楚，而且能耗極低，並具備寬光譜非揮發(fā)性儲(chǔ)存功能。

何教授說(shuō)：「將大面積的可穿戴視覺(jué)仿生裝置整合到任何表面上，可以推進(jìn)人工智能硬件走進(jìn)日常生活，並與演算法深度融合。透過(guò)調(diào)整神經(jīng)形態(tài)裝置的陣列來(lái)適應(yīng)深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，能夠顯著提升識(shí)別效率，同時(shí)降低能耗。」

研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新使用特殊定向的GaAs納米線陣列，結(jié)合液態(tài)表面組裝的 P3HT 有機(jī)薄膜形成范德瓦爾茲異質(zhì)結(jié)。透過(guò)使用儲(chǔ)備池計(jì)算系統(tǒng)，它能夠成功識(shí)別移動(dòng)物體的多種特徵，包括形狀、動(dòng)態(tài)、顏色及UV灰階資訊。

今次研究一大成就，是克服了精確控制半導(dǎo)體薄膜中分子取向的挑戰(zhàn)。研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了可靠的方法，確保裝置在不同表面上性能一致，使技術(shù)能高度適應(yīng)各種不同的應(yīng)用場(chǎng)景。

這項(xiàng)研究為智能視覺(jué)處理開(kāi)闢了新可能。該裝置具有整合至各類(lèi)視覺(jué)感知系統(tǒng)的潛力，可望應(yīng)用在智能駕駛、機(jī)器人技術(shù)及先進(jìn)視覺(jué)裝置。展望未來(lái)，研究團(tuán)隊(duì)將致力於將該系統(tǒng)與外部電路整合，以實(shí)現(xiàn)硬件與軟件的無(wú)縫互動(dòng)。

題為Birdlike Broadband Neuromorphic Visual Sensor Arrays for Fusion Imaging的論文近期已發(fā)表於期刊Nature Communications。

 

 

論文的第一作者是城大的謝朋杉博士、中南大學(xué)的徐運(yùn)超博士及王靜雯女士。通訊作者是城大的何頌賢教授及中南大學(xué)的孫佳教授。

如有查詢，歡迎聯(lián)絡(luò)城大材料科學(xué)及工程學(xué)系的何頌賢教授（電郵：[email protected]）。