人工突触成功模仿人类彩色视觉

人工智能的快速发展对机器视觉提出了更高要求。然而，处理每秒产生的大量视觉数据需要消耗大量电力、存储空间和计算资源，因此将视觉识别功能应用于智能手机、无人机或自动驾驶汽车等设备极具挑战性。

相比之下，人类天然视觉系统同时拥有高效节能的优点。因为眼睛和大脑并不会对所有视觉信息进行无差别处理，而是会选择性地提取关键特征，从而在保持高效率的同时大幅降低能耗。受此启发，神经形态计算——模仿生物神经系统结构与功能的新型计算方式，被认为在突破传统机器视觉限制方面极具潜力。但目前仍存在两个主要难题：一是实现接近人眼水平的颜色识别能力；二是摆脱对外部电源的依赖，以最大程度降低功耗。

为真正解决这些问题，团队设计了一种新颖的人工突触系统。其集成了两种不同类型的染料敏化太阳能电池，对不同波长的光具有不同的响应特性。该装置通过直接转换太阳能来供能，实现了真正的“自供电”。这一特性使其非常适合用于对能源效率要求极高的边缘计算场景。

实验结果显示，该系统能够以10纳米的分辨率区分可见光范围内的颜色，与人眼相当接近。此外，该装置还展现出双极响应特性：在蓝光照射下产生正电压，在红光照射下则产生负电压。这使它能够执行复杂的逻辑运算，而这些操作通常需要多个传统光电元件才能完成。

为了验证其实际应用潜力，团队用它识别以红、绿、蓝三色记录的不同人体动作。结果表明，仅用单个器件，该系统就能准确分类多达18种颜色与动作组合，识别准确率达到82%。

这项技术有望让日常设备拥有类人视觉，应用前景十分广阔，包括自动驾驶领域、医疗健康设备，以及消费电子领域。

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