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科學家利用納米技術開發電眼 賦予微型機器人彩色視覺

2022-04-21 10:04 cnBeta.COM

導讀:佐治亞州立大學的研究人員成功地設計了一種新型的人工視覺設備,該設備采用了一種新穎的垂直堆疊結構,可以實現更大的顏色識別深度和微觀層面的擴展。這項新的研究報告于2022年4月18日發表在頂級期刊ACS Nano上。

  利用納米技術,科學家們創造了一種新設計的神經形態電子裝置,賦予微型機器人以彩色視覺。

  佐治亞州立大學的研究人員成功地設計了一種新型的人工視覺設備,該設備采用了一種新穎的垂直堆疊結構,可以實現更大的顏色識別深度和微觀層面的擴展。這項新的研究報告于2022年4月18日發表在頂級期刊ACS Nano上。

  這項工作是朝著為微型機器人開發一個微尺度相機邁出的第一步,說明了構建這種新型圖像傳感器的基本原理和可行性,并強調了微型化。團隊利用納米技術為仿生人工視覺裝置奠定了基礎,該裝置使用合成方法來模仿生化過程。

  為微型機器人開發一種微尺度的照相機,可以讓機器人進入目前手段無法觸及的狹窄空間,并在醫療診斷、環境研究、制造業、考古學等方面開辟新的前景。這種生物仿生"電眼"推進了顏色識別,這是最關鍵的視覺功能,在目前的研究中,由于普遍的顏色傳感設備難以降級,因此錯過了這個功能。

  傳統的顏色傳感器通常采用橫向的顏色傳感通道布局,消耗了大量的物理空間,而且提供的顏色檢測精度較低。研究人員開發了獨特的堆疊技術,為硬件設計提供了一種新方法。德瓦爾斯半導體賦能的垂直色彩傳感結構提供了精確的色彩識別能力,可以簡化人工視覺系統降維的光學鏡頭系統的設計。

  這種圖像傳感器架構所實現的新功能全部取決于近年來范德瓦爾斯半導體的快速進展。與傳統的半導體,如硅相比,研究人員可以精確控制范德瓦爾斯材料的帶狀結構、厚度和其他關鍵參數,以感知紅、綠、藍三種顏色。

  范德瓦爾斯半導體授權的垂直顏色傳感器(vdW-Ss)代表了一類新出現的材料,其中各個原子層通過弱的范德瓦爾斯力結合在一起。它們構成了發現新物理學和設計下一代設備的最突出平臺之一。


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