近紅外（NIR）光子探測和目標(biāo)識別是全天候目標(biāo)識別的關(guān)鍵技術(shù)。傳統(tǒng)的近紅外探測系統(tǒng)依賴于光電探測器和馮·諾依曼（von Neumann）計算算法，存在能源效率低下的問題?；诩t外敏感易失性憶阻器的人工傳感神經(jīng)元提供了一種很有前景的解決方案。

圖片來源： 期刊《Advanced Materials》

據(jù)外媒報道，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院王佳宏博士領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊，通過拓?fù)浠瘜W(xué)轉(zhuǎn)化，開發(fā)出一種基于碳化釩/氧化物（V2C/V2O5-x）異質(zhì)結(jié)構(gòu)的人工傳感神經(jīng)元，該神經(jīng)元能夠響應(yīng)多色近紅外信號，并在復(fù)雜場景下實現(xiàn)高精度目標(biāo)識別。相關(guān)研究論文發(fā)表在期刊《先進(jìn)材料（Advanced Materials）》上。

研究人員通過對V2CTx進(jìn)行精確控制的溫和氧化拓?fù)浠瘜W(xué)轉(zhuǎn)化，構(gòu)建了一種具有天然融合界面的二維V2C/V2O5-x異質(zhì)結(jié)構(gòu)。這種獨特的金屬V2C與富含空位的介電V2O5-x的集成賦予了該異質(zhì)結(jié)構(gòu)近紅外響應(yīng)性和閾值型易失性電阻開關(guān)（RS）能力。

V2C/V2O5-x憶阻器展現(xiàn)出穩(wěn)健的易失性，其置位電壓和復(fù)位電壓的變異系數(shù)分別僅為1.62%和1.7%。其閾值電壓可以通過近紅外光的功率密度和波長進(jìn)行有效調(diào)制。波長與閾值觸發(fā)電壓之間的相關(guān)性與光電響應(yīng)一致，表明可以通過光子參數(shù)調(diào)制對V2C/V2O5-x憶阻器進(jìn)行可調(diào)光電控制。

王博士表示：“我們的光電可編程性能夠通過特征閾值電壓信號實現(xiàn)多色紅外區(qū)分，并且可以將不同的波長響應(yīng)編碼到人工傳感神經(jīng)元中，用于近紅外物體識別?！?/p>

基于多色近紅外可調(diào)制遙感特性和YOLOv7算法模型，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在FLIR數(shù)據(jù)集上實現(xiàn)了對車輛89.6%和對行人85.9%的平均識別準(zhǔn)確率。

該研究提出了一種極具前景的基于憶阻器的神經(jīng)形態(tài)系統(tǒng)，該系統(tǒng)顯著提高了物體檢測和識別的效率和準(zhǔn)確率，為自動駕駛系統(tǒng)、機(jī)器人和智能環(huán)境等領(lǐng)域的發(fā)展鋪平了道路。