近日，我校物理与电子工程学院柔性电子团队与天津大学、南京邮电大学科研人员合作，在面向人工视觉与视觉脑机接口应用的仿生光电子器件研究方面取得新进展，为视觉脑机接口感知前端提供新思路。研究团队开发出兼具光感知、突触记忆、光强适应和偏振识别功能的本征可拉伸神经形态视觉阵列，为构建曲面仿生“电子眼”提供了新的材料与器件方案，也为未来视觉脑机接口中视觉信息的获取与预处理提供了可探索的技术路径。相关成果以“Intrinsically Stretchable Neuromorphic Vision Arrays for Conformal Polarization Imaging and Adaptive Perception”为题发表于国际学术期刊“Advanced Materials”（SCI一区，影响因子：29.1）。我校教师李湘湘为论文第一作者，山西师范大学为合作署名单位。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金的支持。DOI：10.1002/adma.75254

视觉脑机接口的研究涉及外界视觉信息的获取、编码及其与神经系统的交互。其中，如何构建能够适应复杂光环境、兼顾低能耗与有效信息提取的人工视觉感知前端，是值得探索的研究问题。生物视觉系统不仅能够感知光信号，还具备明暗适应、信息记忆和初步处理等功能。借鉴这些机制，开发具备类脑响应的仿生电子眼，有望为视觉脑机接口提供更丰富的前端器件设计思路。

针对传统视觉系统感知与处理分离、刚性器件难以贴合眼球状曲面等问题，研究团队受蜜蜂复眼的曲面结构、偏振感知和光强适应机制启发，将有机半导体、量子点与弹性体相结合，构建了可拉伸神经形态视觉晶体管阵列。该阵列将光信号感知、记忆及部分信息处理功能集成于同一器件平台，为发展形态可调、自适应、低能耗的人工视觉系统奠定了器件基础，也为后续探索与视觉神经接口系统的结合创造了研究条件。

研究表明，该阵列在50%的拉伸应变下仍保持稳定的多功能响应，并可贴合半球形表面，估算视场角由约53°扩展至149°。器件能够模拟突触可塑性及明暗适应，并利用偏振信息增强目标与背景的区分能力，特定条件下单次突触事件能耗低至约0.56 pj。基于实测器件参数构建的计算视觉框架，在模拟弱光和雾天条件的五类动物识别任务中实现了95.6%的准确率，展示了其在复杂环境人工视觉及未来视觉脑机接口感知前端研究中的潜力。

图1 仿生可拉伸光电视觉系统和设备架构

图2 神经形态视觉适应和偏振成像机器视觉