中佛罗里达大学 显示在石墨烯上生长PQDs以形成PQD超结构的示意图和建议的应用
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org/content/6/7/eaay5225 中佛罗里达大学的研究人员正在帮助缩小人类和机器思维之间的差距
在今天发表在《科学进展》杂志上的一篇封面文章中，一个UCF研究小组展示了通过将两种有前途的纳米材料结合到一个新的超结构中，他们可以创造出一种模拟用于人类视觉的脑细胞神经通路的纳米级设备
UCF纳米科学技术中心和材料科学与工程系的副教授贾扬·托马斯说:“这是朝着开发神经形态计算机迈出的一小步，神经形态计算机是能够同时处理和记忆信息的计算机处理器。”
“这可以减少处理时间以及处理所需的能量
在未来的某个时候，这项发明可能有助于制造能像人类一样思考的机器人
" 托马斯与UCF纳米科学技术中心的助理教授塔尼亚·罗伊以及UCF纳米科学技术中心和材料科学与工程系的其他人合作领导了这项研究
罗伊说，这项技术的一个潜在用途是无人机辅助救援
罗伊说:“想象一下，一架无人驾驶飞机可以在没有指引的情况下飞到偏远的山区，找到被困的登山者。”
“现在很难了，因为这些无人机需要连接到远程服务器，才能识别它们用摄像头扫描的内容
我们的设备使无人机真正自主，因为它能像人一样看东西
" “早期的研究创造了一个摄像头，它可以捕捉图像并将其发送到服务器上进行识别，但是我们的小组创造了一个单一的设备来模拟眼睛和大脑的功能，”她说
“我们的设备可以观察图像并当场识别
" 创新的诀窍是在二维原子厚度的纳米材料石墨烯上生长纳米级光敏钙钛矿量子点
这种结合使光活性粒子能够捕获光，将其转化为电荷，然后将电荷直接转移到石墨烯上，所有这些都在一个步骤中完成
整个过程发生在一层非常薄的薄膜上，大约是人类头发厚度的万分之一
巴苏德夫·普拉丹是托马斯实验室的巴斯卡拉高级太阳能研究员，目前是印度恰尔肯德中央大学能源工程系的助理教授，索纳利·达斯是罗伊实验室的博士后研究员，他们是这项研究的第一批作者
“由于上层建筑的性质，它显示了光辅助记忆效应，”普拉丹说
“这类似于人类与视觉相关的脑细胞
我们开发的光电突触与大脑启发的神经形态计算高度相关
这种超结构必将为超薄光电器件的发展带来新的方向
" 达斯说，还有潜在的国防应用
“这些特征也可以用来帮助战场上士兵的视觉，”她说
“此外，我们的设备能够以极低的功耗感知、检测和重建图像，这使得它能够在现场应用中进行长期部署
" 神经形态计算是科学家的一个长期目标，在这个目标中，计算机可以同时处理和存储信息，就像人脑一样，例如，允许视觉
目前，计算机在不同的地方存储和处理信息，这最终限制了它们的性能
托马斯说，为了测试他们的设备通过神经形态计算观察物体的能力，研究人员将其用于面部识别实验
“面部识别实验是对我们的光电神经形态计算的初步测试，”托马斯说
“由于我们的设备模仿视觉相关的脑细胞，面部识别是对我们的神经形态构建模块最重要的测试之一
" 他们发现他们的设备能够成功识别四个不同人的肖像
研究人员表示，他们计划继续合作完善该设备，包括利用它开发电路级系统
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