视网膜三个分层是什么


人类大脑处理的信息中,超过八成是通过眼睛获取的。我们的眼睛不仅能探测并同步处理信息,而且其整体功耗极小。一直以来,人们都在追求构建能够模拟人眼功能的类脑视觉传感器。最近,南京大学物理学院的缪峰教授团队取得了重要进展,他们利用二维材料异质结成功模拟了人眼视网膜的生物特性。这项成果已在6月25日发表于《科学》杂志的子刊《科学-进展》。

当光线通过瞳孔进入视网膜时,感光细胞首先将光信号转化为电学信号,然后这些信号经过双极细胞的预处理,保留关键特征后传输到大脑皮层进行进一步的图像解析和理解。通过这种方式,视网膜实现了信息探测和处理的同步。

传统的视觉系统在处理图像时,往往先探测图像再进行处理,这种方式会产生大量冗余信息,导致时间和能量的浪费。

为了更逼真地模拟视网膜的结构和功能,缪峰团队创新地采用“原子乐高”的方式,构建了基于二维材料垂直异质结的类脑视觉传感器。其中,二维材料以其独特的光电性能,成为了基础电子领域的新星。

这种垂直异质结构不仅自然模拟了人类视网膜的垂直分层结构,而且其内含的不同二维材料分别模拟了视网膜中各类细胞的功能。经过一系列技术挑战,团队成功模拟了感光细胞和双极细胞的生物功能。所研制的传感器在响应时间和功耗方面与人类视网膜相近,并且可以直接处理图像信息。

更进一步的实验显示,该团队所研制的类脑视觉传感器还具备模拟人脑图像分类的功能。通过软件辅助硬件的训练方法,该团队成功实现了对“N”“J”“U”图像的快速识别。

缪峰教授表示,这项工作验证了利用异质结特性模拟人类视网膜结构和功能的研究思路,有望为未来实现新型的类脑视觉芯片奠定基础。

这种新型的类脑视觉传感器未来有望取代传统的机器视觉系统,对智能工业、自动驾驶、智能安防等领域的发展具有重大意义。值得一提的是,缪峰团队还利用“原子乐高”在弹道雪崩探测器件、室温高灵敏探测器等方面取得了重要突破。