據(jù)外媒報(bào)道,由中國(guó)臺(tái)灣成功大學(xué)(National Cheng Kung University,NCKU)智慧半導(dǎo)體及永續(xù)制造學(xué)院教授李亞儒帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì),最新研發(fā)出一種基于全無(wú)機(jī)鈣鈦礦量子點(diǎn)的光學(xué)神經(jīng)形態(tài)突觸組件,將感測(cè)、記憶與運(yùn)算等功能高度整合,為鄰近感測(cè)計(jì)算技術(shù)的發(fā)展開(kāi)辟新局,可應(yīng)用在自駕車導(dǎo)航、智能制造和醫(yī)療影像分析等高效彩色圖像處理,為人工智能應(yīng)用開(kāi)創(chuàng)新視角。相關(guān)研究論文發(fā)表于期刊《Advanced Science》。

圖片來(lái)源:成功大學(xué)
李亞儒表示,希望機(jī)器能模仿人類以眼睛目視后,將影像輸往大腦辨識(shí)分析并儲(chǔ)存,目前已經(jīng)有許多半導(dǎo)體存儲(chǔ)元件的制作方法,功效與耗能也不盡相同,有些是將不同的材質(zhì)復(fù)合,但制程復(fù)雜而且成本高。
研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的新型光學(xué)神經(jīng)形態(tài)突觸組件,采用雙單元設(shè)計(jì),仿真人類視覺(jué)系統(tǒng)中的突觸動(dòng)態(tài)行為,并可根據(jù)不同波長(zhǎng)的光刺激調(diào)整突觸權(quán)重,為視覺(jué)辨識(shí)技術(shù)帶來(lái)更加接近生物系統(tǒng)的突破。
團(tuán)隊(duì)以全無(wú)機(jī)鈣鈦礦量子點(diǎn)(CsPbBr3)做為電阻式隨機(jī)存取內(nèi)存(RRAM)中的主動(dòng)層介電質(zhì),上下則分別使用銀金屬及透明導(dǎo)電層氧化銦錫做為電極,因?yàn)榻殡娰|(zhì)的材料單一,制程相對(duì)簡(jiǎn)單,并透過(guò)正負(fù)電極反轉(zhuǎn),組件可多功能操控,因而有耗能少、效能高及成本低等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。
新的組件以28×28的數(shù)組,結(jié)合單層人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行神經(jīng)形態(tài)編碼,成功實(shí)現(xiàn)對(duì)紫外、藍(lán)色與綠色MNIST手寫數(shù)字辨識(shí),分類準(zhǔn)確率超過(guò)90%,顯示這項(xiàng)新技術(shù)在復(fù)雜影像辨識(shí)任務(wù)中擁有卓越的表現(xiàn)力。
而目前市場(chǎng)上熱門的硅光子,是指數(shù)據(jù)傳輸由傳統(tǒng)的電訊號(hào)改為光子傳輸訊號(hào),不但能大幅提升傳輸效果,也會(huì)大幅降低傳輸?shù)哪芎模M(jìn)一步改善發(fā)熱問(wèn)題,成大的新研發(fā)也能導(dǎo)入硅光子相關(guān)應(yīng)用。
李亞儒表示,新研發(fā)利用紫外光進(jìn)行光學(xué)編碼,并通過(guò)綠光抹除編碼狀態(tài),實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)與感知功能。透過(guò)同步檢測(cè)光子能量(波長(zhǎng)),讓這種非接觸式的光學(xué)編碼系統(tǒng)更加精準(zhǔn)且高效。