離子人工視覺設(shè)備（中心），其中鋰離子遷移和相互作用，模仿人類視網(wǎng)膜神經(jīng)元處理視覺信號的方式。輸入圖像的處理導(dǎo)致產(chǎn)生邊緣對比度增加的輸出圖像（右）。

日本國立材料科學(xué)研究所（NIMS）研究人員開發(fā)了一種離子人工視覺設(shè)備，能夠以類似于人類視覺的方式增加法師較暗和較亮區(qū)域之間的邊緣對比度。這種對人類視錯覺的首次合成模仿是通過固體內(nèi)的離子遷移和相互作用實現(xiàn)的。可以使用該設(shè)備開發(fā)能夠處理模擬信號的緊湊、節(jié)能的視覺傳感和圖像處理硬件系統(tǒng)。

許多人工智能 (AI) 系統(tǒng)開發(fā)人員最近對受人類感官機制啟發(fā)的各種傳感器和模擬信息處理系統(tǒng)的研究表現(xiàn)出極大的興趣。大多數(shù)正在進(jìn)行研究的人工智能系統(tǒng)都需要復(fù)雜的軟件/程序和復(fù)雜的電路配置，包括配備算術(shù)電路和存儲器的定制設(shè)計處理模塊。然而，這些系統(tǒng)的缺點在于它們很大并且消耗大量功率。

NIMS 研究團隊最近開發(fā)了一種離子人工視覺設(shè)備，該設(shè)備由一系列混合導(dǎo)體通道組成，這些通道以規(guī)則的間隔放置在固體電解質(zhì)上。該設(shè)備模擬人類視網(wǎng)膜神經(jīng)元（即光感受器、水平細(xì)胞和雙極細(xì)胞）通過響應(yīng)輸入電壓脈沖（相當(dāng)于來自光感受器的電信號）處理視覺信號的方式。這會導(dǎo)致固體電解質(zhì)（相當(dāng)于水平電池）內(nèi)的離子遷移穿過混合導(dǎo)體通道，然后改變輸出通道電流（相當(dāng)于雙極電池響應(yīng)）。通過采用這些步驟，該設(shè)備獨立于軟件，除了黑暗/光明之外，人眼還會產(chǎn)生與傾斜角度、大小、顏色和運動相關(guān)的各種視錯覺，并且這個過程被認(rèn)為在不同物體的視覺識別中起著至關(guān)重要的作用。此處描述的離子人工視覺設(shè)備可能會用于重現(xiàn)這些其他類型的視錯覺。參與的研究團隊希望通過將主體設(shè)備與其他組件（包括光感受器電路）集成來開發(fā)能夠執(zhí)行人類視網(wǎng)膜功能的視覺傳感系統(tǒng)。