近日，智能科技学院硕士生周星和博士生胡芳珍以共同第一作者身份在《Communications Materials》上发表题为“基于光致变色钙钛矿的非接触神经形态视觉感知全光人工突触”（All-photonic artificial synapses based on photochromic perovskites for noncontact neuromorphic visual perception）的研究成果。上海理工大学为第一单位，陈希教授为通讯作者。
随着人工智能技术的快速发展，视觉感知系统对于实现无人驾驶车辆、机器人等自主应用至关重要。然而，传统用于视觉感知系统的光电子突触依赖于光电转换，需要外围电路进行接触式光电流测量，不仅能耗大，还限制了光学无线通信的进一步发展。为了突破这一瓶颈，研究团队聚焦于开发一种新型全光子人工突触，利用光致变色材料实现无接触式光驱动光子记忆。
研究展示了基于钙钛矿薄膜（CsPbIBr2）制备的全光人工突触，具有光驱动的光学透过率记忆。在可见光和紫外光LED灯照射下钙钛矿薄膜会发生结构失序，导致其透过率变化，当LED光束关闭时，其透过率的变化随时间衰减。这种光驱动的光子记忆实现了包括STM/LTM、PPF、学习能力和逻辑信息处理在内的突触行为。当透过率变化的时间依赖数据输入到递归神经网络（RNN）用于神经形态视觉感知，数字图像识别可以实现高准确度。
这项研究结果为实现低功耗计算、远程控制和超高传播速度的无接触人工视觉感知系统提供了新的可能性。全光子人工突触的发展标志着光子记忆技术的重要进展，未来将在智能传感器系统、智能安防和医疗诊断等领域有着广泛的应用前景。
图一：文章概念图
图二：非接触式神经形态视觉感知结果
论文链接：
https://doi.org/10.1038/s43246-024-00553-w
