微动态丨陈根：神经形态视觉设备的实时决策效能

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文/陈根

据《先进功能材料》杂志最新发表的技术设备信息，澳大利亚皇家墨尔本理工大学的研究人员创造了一种微型设备，可以捕捉、识别和记忆图像，并能够根据所见内容做出快速、实时的决策。

“我们是从人的眼睛中汲取的灵感。”研究人员Sumeet Walia说，“人眼非常擅长以比相机和计算机更快、更有效的方式响应周围环境的变化。我们以此为研究方向，着力于打造一款具有类似功能的‘相机’。”

目前，研究人员已经成功开发了神经形态视觉设备，就像人的视觉系统一样，能够实时感知态势，并将所获得的信息发送到独立的单元，然后通过一系列计算机步骤来检测、处理，最后存储到相应的内存中。

所谓神经形态，是指具有神经或神经系统形态的事物。据Sumeet Walia介绍，该设备包括一个带有传感层的单芯片，传感层由不到 3 纳米厚的掺锑氧化铟阵列制成；传感器则模仿人眼睛的视网膜，在平台上存储和处理视觉信息。

在设备开发的过程中，研究人员亦是模拟人体内神经细胞（神经元）之间的冲动传递，也就是突触功能，将一个神经元连接到另一个神经元，并将信息从神经传递到大脑，反之亦然。据研究的第一作者Aishani Mazumder介绍，模拟人脑的神经形态视觉设备对信息的处理，可以大大减少执行复杂视觉任务所需的能量，即能够以最少的能量快速有效地处理信息。

除了信息处理更快速之外，研究人员还发现：神经形态视觉设备能够更长时间地保留信息而无需频繁的电信号来刷新其内存，这将显着降低能耗并提高性能。

“我们研发的技术设备，所具有的不需要处理大量不相关的数据，也不会因数据传输到单独的处理器而减慢速度的特性，将使其对情况反馈实时决策成为可能。”Walia表示，基于技术研发的进一步夯实，科学家们将可以通过神经形态视觉技术实现让自动驾驶汽车像人类司机一样，能够看到和识别道路上的物体，或者能够快速检测和跟踪太空垃圾。

针对技术实现，研究人员表示，他们将进一步深入研发完善神经形态视觉设备，将技术扩展致使用可见光和红外光领域。同时，基于其微小的尺寸和实时快速检测和处理视觉信息的能力，该设备将可以应用于包括仿生视觉、评估食品保质期和高级取证等领域。甚至，神经形态机器人有可能在工人暴露于可能的塌方、爆炸和有毒空气的危险情况下长时间自主运行。

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