触觉神经形态系统:三电聚合物传感器和铁电聚合物突触的融合
Hyeongjun Kim1, Seyong Oh2, Hyongsuk Choo1
1Department of Electrical and Computer Engineering, Sungkyunkwan University (SKKU), Suwon 16419, South Korea.
ACS nano
|August 23, 2023
概括
研究人员使用一种新的 triboelectric 传感器和铁电突触开发出了一种触觉神经形态系统. 这个系统成功地识别了莫尔斯码和手写数字,准确率为96.17%,推进了神经形态工程.
科学领域:
- 神经形态工程的神经形态工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 神经形态系统模仿人类的神经系统进行信号处理.
- 感官神经形态系统的硬件实现仍然是一个挑战.
- 现有的系统缺乏高效的触觉感官处理能力.
研究的目的:
- 提出和评估一种新的触觉神经形态系统.
- 为了整合一个基于多甲基二甲基 (PDMS) 的 triboelectric 传感器和一种基于异构结构的化 (MoS2) /多乙烯化-三乙烯 (PVDF-TrFE) 的铁电突触.
- 为了展示实时触觉信号处理和模式识别.
主要方法:
- 基于PDMS的 triboelectric传感器的制造,用于触觉刺激的检测.
- 开发一个MoS2/P(VDF-TrFE) 异构铁电突触,具有强化/压缩特征.
- 实现神经形态系统架构用于信号处理.
- 进行模拟训练和识别莫尔斯码和MNIST手写数字.
主要成果:
- 三电传感器有效地将触觉刺激转化为实时的电信号.
- 铁电突触表现出很好的长期增强/减弱,动态范围为78,对称度为4.7.
- 拟议系统的最大识别率为96.17%的摩尔塞码和MNIST数字.
结论:
- 开发的触觉神经形态系统显示了模仿人类触觉感官处理的巨大潜力.
- 集成先进的材料,如MoS2和P(VDF-TrFE) 能够实现高效的突触功能.
- 这项研究为先进的感官神经形态应用提供了一个可行的硬件平台.
