美國賓夕法尼亞州立大學科學家從大自然中汲取靈感，開發(fā)出一種新設備,，可通過模仿人眼中的紅,、綠,、藍光感受器和神經(jīng)網(wǎng)絡來生成圖像。他們用模仿人類視錐細胞的窄帶鈣鈦礦光電探測器創(chuàng)建了一個新的傳感器陣列,，并將其連接到模仿人類神經(jīng)網(wǎng)絡的神經(jīng)形態(tài)算法,，以處理信息并生成高保真圖像。研究發(fā)表在最新一期《科學進展》上,。

科學家們用模仿人類視錐細胞的窄帶鈣鈦礦光電探測器創(chuàng)建了一個新的傳感器陣列,，并將其連接到模仿人類神經(jīng)網(wǎng)絡的神經(jīng)形態(tài)算法，以處理信息并生成高保真圖像,。

圖片來源：Kai Wang/《科學進展》

相機中的硅光電探測器可吸收光線但不區(qū)分顏色,。外部過濾器可以將紅色、綠色和藍色分開,，但過濾器只允許一種顏色到達光傳感器的每個部分,，浪費了2/3的入射光。

此次研究團隊創(chuàng)造了具有嚴重不平衡電子空穴傳輸?shù)谋∧も}鈦礦,，通過操縱不平衡鈣鈦礦的結構,，或者層的堆疊方式，創(chuàng)建了一個傳感器陣列,，并使用投影儀通過設備投射圖像,。在紅色、綠色和藍色層中收集的信息,，都被輸入到三子層神經(jīng)形態(tài)算法中，這是一種模擬人腦運作的計算技術,，可用于信號處理和圖像重建,。

使用了鈣鈦礦材料的新設備，在吸收光線時會產生能量,，這意味著其打開了無電池相機技術的大門——該器件結構類似于利用光發(fā)電的太陽能電池,，一旦用光照射它，它就會產生電流,，所以就像人類眼睛一樣,，不需要施加能量就能從光中捕捉信息,。

這項研究還可能引發(fā)人工視網(wǎng)膜生物技術的進一步發(fā)展。由于該算法模擬了人類視網(wǎng)膜中的神經(jīng)網(wǎng)絡,，基于這項技術的設備,，有朝一日可替代人類眼中死亡或受損的細胞，從而恢復視力,。

總編輯圈點：

視覺系統(tǒng)非常復雜,，人類能欣賞到自然之美是一種幸運。因為感知和處理機制的不同,，我們和地球上其它生物看到的世界并不一樣,；甚至，人與人之間對顏色細微差異的分辨能力也有所差異,。此次,，科研人員通過模仿人眼中的感受器和神經(jīng)網(wǎng)絡來生成圖像，由于使用了新材料,，這種設備在感受到光的同時就能產生電流,，這也是對相機的革新。更令人振奮的是,，該研究或許能推動人工視網(wǎng)膜生物技術的發(fā)展,。未來，即使神經(jīng)細胞受損,，人也能通過模擬看到花花世界,。