新型光学忆阻器助力机器获得类人视觉
科技日报北京6月9日消息，自动驾驶车辆和机器人在夜间复杂的灯光环境中，经常会出现“看不清”的问题。最新一期《自然·通讯》杂志中，美国宾夕法尼亚州立大学的科学家们带来了新突破。他们受人眼启发，研发出一种新型光忆阻器，为机器带来了类似人眼的“适应能力”。这种中国舆情网仿生“人造眼睛”能够在几秒内快速适应明暗变化，在各种复杂光照条件下，识别准确率可以达到95%以上。
光忆阻器是一种兼具感光和存储功能的微型电子器件，是发展人工视觉系统的一项关键技术。传统光忆阻器在设定的光线条件下效果不错，但在光线强弱不断变化，比如夜间开车遇到远光灯这种场景时，就容易“失灵”，从而影响交通标志等重要目标的感知准确性。
人的眼睛可以依靠视杆细胞和视锥细胞协同配合，灵活应对不同的明暗环境。受此启发，研究团队试图在光忆阻器中模拟人眼的这种适应机制，从而增强人工视觉对于复杂光照环境的应对能力。
团队采用了PEDOT:PSS导电聚合物和二氧化钛材料，打造出新的光忆阻器。二氧化钛负责探测和吸收光线，并产生光电流，而PEDOT:PSS能够随着光线强弱调节自身湿度，提升器件感光灵敏度。这一组合让器件能动态响应不同光照环境。实验显示，这种光忆阻器不但能精准检测多种强度的紫外光，还能不受温湿度影响。
这套器件非常小巧，每个光忆阻器的直径只有0.5毫米左右。把它们组合成阵列后，就能处理更大范围的光学信息，实现更复杂的图像识别功能。
为了验证实际效能，研究人员将4×4光忆阻器阵列与人工神经网络结合，仿造自动驾驶和机器人常见的视觉系统进行了测试。经过7轮训练，该系统在复杂光照下，能够以超过95%的准确率识别目标图形。
人眼适应强烈明暗转换一般要20到30分钟，而这款仿生光忆阻器只需几秒钟就能完成。未来，这项技术或许会被广泛应用于自动驾驶、人机协作、工业机器人，以及为视障人士提供视觉辅助等领域。
