利用納米技術(shù)，科學(xué)家們創(chuàng)造了一種新設(shè)計(jì)的神經(jīng)形態(tài)電子裝置，賦予微型機(jī)器人以彩色視覺(jué)。
佐治亞州立大學(xué)的研究人員成功地設(shè)計(jì)了一種新型的人工視覺(jué)設(shè)備，該設(shè)備采用了一種新穎的垂直堆疊結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)更大的顏色識(shí)別深度和微觀層面的擴(kuò)展。這項(xiàng)新的研究報(bào)告于2022年4月18日發(fā)表在頂級(jí)期刊ACS Nano上。
這項(xiàng)工作是朝著為微型機(jī)器人開(kāi)發(fā)一個(gè)微尺度相機(jī)邁出的第一步，說(shuō)明了構(gòu)建這種新型圖像傳感器的基本原理和可行性，并強(qiáng)調(diào)了微型化。團(tuán)隊(duì)利用納米技術(shù)為仿生人工視覺(jué)裝置奠定了基礎(chǔ)，該裝置使用合成方法來(lái)模仿生化過(guò)程。
為微型機(jī)器人開(kāi)發(fā)一種微尺度的照相機(jī)，可以讓機(jī)器人進(jìn)入目前手段無(wú)法觸及的狹窄空間，并在醫(yī)療診斷、環(huán)境研究、制造業(yè)、考古學(xué)等方面開(kāi)辟新的前景。這種生物仿生"電眼"推進(jìn)了顏色識(shí)別，這是最關(guān)鍵的視覺(jué)功能，在目前的研究中，由于普遍的顏色傳感設(shè)備難以降級(jí)，因此錯(cuò)過(guò)了這個(gè)功能。
傳統(tǒng)的顏色傳感器通常采用橫向的顏色傳感通道布局，消耗了大量的物理空間，而且提供的顏色檢測(cè)精度較低。研究人員開(kāi)發(fā)了獨(dú)特的堆疊技術(shù)，為硬件設(shè)計(jì)提供了一種新方法。德瓦爾斯半導(dǎo)體賦能的垂直色彩傳感結(jié)構(gòu)提供了精確的色彩識(shí)別能力，可以簡(jiǎn)化人工視覺(jué)系統(tǒng)降維的光學(xué)鏡頭系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
這種圖像傳感器架構(gòu)所實(shí)現(xiàn)的新功能全部取決于近年來(lái)范德瓦爾斯半導(dǎo)體的快速進(jìn)展。與傳統(tǒng)的半導(dǎo)體，如硅相比，研究人員可以精確控制范德瓦爾斯材料的帶狀結(jié)構(gòu)、厚度和其他關(guān)鍵參數(shù)，以感知紅、綠、藍(lán)三種顏色。
范德瓦爾斯半導(dǎo)體授權(quán)的垂直顏色傳感器（vdW-Ss）代表了一類新出現(xiàn)的材料，其中各個(gè)原子層通過(guò)弱的范德瓦爾斯力結(jié)合在一起。它們構(gòu)成了發(fā)現(xiàn)新物理學(xué)和設(shè)計(jì)下一代設(shè)備的最突出平臺(tái)之一。
