人工触觉传感系统取得新进展

2022-11-28

       福州大学郭太良团队陈惠鹏课题组的研究论文——“Artificial Tactile Sensing System with Photoelectric Output for High Accuracy Haptic Texture Recognition and Parallel Information Processing”（《面向高精度触觉纹理识别和并行信息处理的光电输出人工触觉传感系统》），在国际顶级期刊《Nano Letters》上在线发表。

人体触觉感知过程与DOATS系统结构示意图

        开发能够简化器件集成的多功能和多样化的感觉系统是未来机器人、人机交互和人工智能的迫切需要。近年来，光电协同神经形态器件的研究取得了很大进展，遗憾的是，目前光电协同计算的研究主要集中在双信号输入模拟视觉/多感官感知过程。然而，允许高效的并行信息处理和记忆的光电双输出能力同样重要，但这种并行输出的感觉系统还没有被实现或证明。课题组提出了一种新型的双输出人工触觉传感(DOATS)系统，该系统具有并行输出的光电信号。由于DOATS系统中发光突触(LES)器件的离子-电子耦合机制，调制电流和发光可以通过离子积累和电子-空穴复合共存。在此基础上，成功实现了SA/FA信号的模拟和16种织物纹理的精确识别，准确率达94.1%。此外，提出了一种光电混合人工神经网络，该网络可以同时提供光电信号作为突触权值，从而实现高效、准确的多任务分配。此研究成果为人工感觉系统的搭建提供了一种新方法，对未来新型光电应用、交互人工智能、神经形态显示等的发展有着一定的指导意义。