综述：用于神经形态视觉的软离子电子学：从生物机制到生物集成应用

《Advanced Materials Technologies》：Soft Iontronics for Neuromorphic Vision: From Biological Mechanisms to Bio-Integrated Applications

　　人工视觉系统在机器视觉和仿生视觉假肢中发挥重要作用，离子神经形态器件通过模拟生物离子传输机制，实现高效、低功耗的生物兼容视觉处理。该器件整合感知、存储与计算，为构建仿生视觉系统提供新路径。

　　

摘要

人工视觉系统在机器视觉和人工视觉假体中发挥着重要作用。受生物神经系统的启发，神经形态学设备已成为一种有前景的生物启发式视觉系统平台，通过将感知、存储和计算集成到一个单元中，为克服传统冯·诺依曼架构的局限性提供了前所未有的机会，从而实现高效率。尽管电子神经形态学设备发展迅速，但离子神经形态学设备在处理动态视觉任务方面展现出了巨大潜力。通过模拟生物离子传输和突触信号传递，这些设备具有天然的仿生特性、低功耗以及与软组织的良好兼容性。本文首先分析了生物视觉系统的基本工作原理，特别关注跨细胞膜和突触的离子介导的信号转导过程，这是基于离子的神经形态学设备的理论基础。随后，我们深入探讨了离子设备在模拟生物视觉中的工作原理，并从理论上证明了使用离子设备构建神经形态学视觉系统的可行性。接下来，本文重点介绍了基于软离子电子学的神经形态学视觉感知和生物集成视觉系统的前沿应用。通过将材料创新与仿生工程相结合，软离子电子学为实现节能、生物相容的视觉系统提供了路径，这种系统能够协调人工智能和生物智能。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。