蘇報(bào)訊（記者 袁藝）神經(jīng)形態(tài)計(jì)算近年來(lái)備受科研人員關(guān)注，這種計(jì)算模式通過(guò)模仿生物神經(jīng)元和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工作原理，構(gòu)建電子系統(tǒng)，不僅高效節(jié)能，而且具備自適應(yīng)能力，為信息處理帶來(lái)了巨大變革。在語(yǔ)音助手、面部識(shí)別、醫(yī)療診斷、自動(dòng)駕駛等多個(gè)領(lǐng)域，神經(jīng)形態(tài)計(jì)算都展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力。

神經(jīng)元和突觸是該類系統(tǒng)的核心組成部分，它們負(fù)責(zé)信息的處理和傳遞，為了在電子系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)這些生物功能，科學(xué)家們需要尋找能夠模擬神經(jīng)元和突觸行為的材料，來(lái)制成可以用于大規(guī)模神經(jīng)形態(tài)計(jì)算的芯片。

針對(duì)這一問(wèn)題，西交利物浦大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所展開(kāi)了研究，他們?nèi)〉弥卮笸黄疲瑸榫邆渖窠?jīng)形態(tài)計(jì)算的下一代半導(dǎo)體芯片提供了關(guān)鍵的材料基礎(chǔ)，助力微電子和人工智能領(lǐng)域發(fā)展。相關(guān)研究成果近日在國(guó)際頂級(jí)期刊《自然-通訊》上發(fā)表。該期刊收錄生物、醫(yī)學(xué)、物理、化學(xué)、材料、電子等多種學(xué)科領(lǐng)域的高質(zhì)量研究成果。

西浦智能工程學(xué)院高級(jí)副教授趙春，以及中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所的研究員康黎星和李清文研究員作為此次發(fā)表論文的共同通訊作者，中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所的博士研究生姚建、博士后研究員王琦男和張勇博士共同擔(dān)任第一作者。研究團(tuán)隊(duì)的核心成果是將先進(jìn)材料鋅-內(nèi)消旋四苯基卟啉與下一代半導(dǎo)體單壁碳納米管這兩種獨(dú)特材料相結(jié)合，創(chuàng)造出一種新型半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)。

“這種新型異質(zhì)結(jié)材料能夠在極寬的溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定的光電導(dǎo)性能，在芯片內(nèi)部創(chuàng)造了一個(gè)穩(wěn)定工作的光電轉(zhuǎn)換儲(chǔ)存平臺(tái)，無(wú)需任何額外的條件支持。這一技術(shù)突破解決了傳統(tǒng)電子材料在極端溫度環(huán)境下性能受限的問(wèn)題，為神經(jīng)形態(tài)計(jì)算這一前沿領(lǐng)域的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的材料支撐。”趙春解釋道。

該異質(zhì)結(jié)材料不僅性能優(yōu)越，還具備一定的學(xué)習(xí)與記憶能力。這意味著，未來(lái)，基于這種材料的電子設(shè)備在信息處理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方面有可能實(shí)現(xiàn)更高層次的智能化，從而推動(dòng)未來(lái)人工智能、可穿戴設(shè)備、自動(dòng)駕駛等多個(gè)領(lǐng)域的快速發(fā)展。“目前，研究團(tuán)隊(duì)已將該技術(shù)應(yīng)用于極端溫度下的自動(dòng)駕駛場(chǎng)景，并取得了不錯(cuò)的效果。”趙春介紹道。

西浦智能工程學(xué)院院長(zhǎng)林永義表示，學(xué)院多年來(lái)一直致力于人工智能及第三代先進(jìn)半導(dǎo)體的研發(fā)。“智能工程學(xué)院創(chuàng)院以來(lái)始終積極落實(shí)西浦1.0和3.0的教育發(fā)展模式，不斷深化產(chǎn)教融合與科教融匯，針對(duì)人工智能及第三代先進(jìn)半導(dǎo)體提前布局重點(diǎn)攻關(guān)研發(fā)，讓大學(xué)科技創(chuàng)新成果進(jìn)一步助力產(chǎn)業(yè)發(fā)展。”他說(shuō)。