科学家设计人工视觉装置

佐治亚州立大学的科学家成功开发出一种人工视觉设备，可能会导致“电眼”的发展。 新设备采用了新颖的垂直堆叠架构，可在微观层面上实现更大的颜色识别深度和可扩展性。 

这项新研究发表在杂志上 ACS纳米.

最终用于微型机器人的微型相机

雷思东是物理学助理教授，也是该研究的主要作者。 

“这项工作是我们最终目标的第一步——为微型机器人开发微型相机，”雷斯丁说。 “我们阐述了构建这种新型图像传感器的基本原理和可行性，重点是小型化。” 

雷的团队完成的工作可能会产生一种仿生人工视觉设备，该设备使用合成方法来模拟生化过程。 它可以通过使用纳米技术来实现这一点。

“众所周知，在研究、工业、医疗和日常生活中，80% 以上的信息是通过视觉捕获的，”他继续说道。 “我们研究的最终目的是为微型机器人开发一种微型相机，使其能够进入目前无法触及的狭窄空间，为医学诊断、环境研究、制造、考古等领域开辟新的视野。” 

生物识别“电眼”

这种新型生物识别“电眼”增强了颜色识别能力，这是最关键的视觉功能。 考虑到传统颜色传感器通常占用大量物理空间，同时提供不太准确的颜色检测，这一点极其重要。

李宁欣是雷博士功能材料工作室的研究生。 

“我们的图像传感器架构中实现的新功能完全取决于近年来范德华半导体的快速进步，”李说。 “与硅等传统半导体相比，我们可以精确控制范德华材料的能带结构、厚度和其他关键参数来感知红、绿、蓝颜色。” 

依赖于垂直颜色传感器的范德华半导体属于一类新型材料，其中各个原子层通过弱范德华力结合在一起。 它们对于发现新物理学和设计下一代设备至关重要。

“这些新型半导体材料的超薄性、机械稳定性和化学稳定性使我们能够以任意顺序堆叠它们。 因此，与当前的平面微电子布局相比，我们实际上引入了三维集成策略。 更高的集成密度是我们的设备架构能够加速相机小型化的主要原因。”李说。 

正在申请专利的技术

这项新技术正在乔治亚州技术转让和商业化办公室 (OTTC) 申请专利。 

克里夫·迈克尔斯 (Cliff Michaels) 是 OTTC 的董事。

“随着纳米技术的进步和设备变得更加紧凑，这些更小、高灵敏度的颜色传感器将非常有用，”迈克尔斯说。 

研究人员表示，这一新发现可能有助于改进针对视力障碍者的设备。 

“这项技术对于仿生电子眼和其他神经形态假肢设备的开发至关重要，”李说。 “高质量的色彩传感和图像识别功能可能会为未来视觉障碍者带来彩色物品感知的新可能性。” 

“这是向前迈出的一大步，但我们仍然面临着科学和技术挑战，例如晶圆级集成。 商业图像传感器可以集成数百万像素来提供高清图像，但这尚未在我们的原型中实现，”他继续说道。 “这种大规模范德瓦尔斯半导体器件集成是目前整个研究学会需要克服的关键挑战。 我们的团队正在与全国范围内的合作者一起努力。”