26 آوریل 2023 -توسط دانشگاه نانکای
آ. سیستم حسی حرکت متقابل چشمی/دهلیزی پستانداران؛ ب سیستم درک حرکت نورومورفیک مبتنی بر ترانزیستورهای سیناپسی انعطاف پذیر اعتبار: Nature Communications (2023). DOI:
محققان کالج اطلاعات الکترونیکی و مهندسی نوری در دانشگاه نانکای از دستگاه‌های سیناپس مصنوعی انعطاف‌پذیر برای توسعه یک سیستم ادراک حرکتی نورومورفیک استفاده کرده‌اند که عملکردهای چندحسی مغز را در سطح سخت‌افزاری درک می‌کند و عملکرد عالی درک حرکت را نشان می‌دهد.
دکتر جیانگ چنگ پنگ، از کالج اطلاعات الکترونیک و مهندسی نوری در دانشگاه نانکای، اولین نویسنده، و پروفسور خو ونتائو، از کالج اطلاعات الکترونیک و مهندسی نوری در دانشگاه نانکای، نویسنده مسئول مقاله است.
عصب حرکتی شناختی نورومورفیک الهام گرفته از مغز پستانداران به افزایش ادراکی متقاطع می رسد، که در Nature Communications منتشر شده است.
طراحی سیستم ادراک حرکتی نورومورفیک از ادغام چندحسی و مکانیسم های ادراک فضایی ماکاک الهام گرفته شده است. خود حرکتی یک ماکاک اطلاعات حرکتی مانند سیگنال های اینرسی و سیگنال های جریان نوری در دهلیز و شبکیه را تحریک می کند. نواحی خاص قشر مغز، اطلاعات حرکتی رمزگذاری شده به عنوان پالس سنبله را پردازش و شناسایی می‌کنند و سپس با ادغام اطلاعات از روش‌های حسی مختلف، ادراک فضایی را درک می‌کنند.
شتاب‌سنج‌ها و ژیروسکوپ‌ها در سیستم درک حرکت نورومورفیک به ترتیب سیگنال‌های شتاب و سرعت زاویه‌ای را دریافت می‌کنند که در دو رشته سنبله ای کدگذاری می‌شوند که برای پردازش به ترانزیستورهای سیناپسی با کارایی بالا منتقل می‌شوند. همبستگی بین دو دنباله پالس و همچنین رابطه زمانی آنها بر انعطاف پذیری سیناپسی دستگاه تأثیر می گذارد و در نتیجه بر خروجی دستگاه تأثیر می گذارد. سیگنال های حرکتی با ارزیابی میانگین نرخ شلیک پالس و جریان خروجی دستگاه سیناپسی طبقه بندی و شناسایی می شوند.
علاوه بر این، یک حسگر جریان نوری، یک حسگر ارتعاشی و یک حسگر اینرسی شامل یک واحد سنجش است که می‌تواند اطلاعات حسی حالت‌های بصری، لمسی و شتاب را تشخیص دهد. اطلاعات از انواع مختلف حسگرها را می توان به طور موثر ادغام کرد و در نتیجه دقت تشخیص حرکت را به میزان قابل توجهی افزایش داد (بیش از 94٪). نتایج تجربی با اثر تقویت ادراکی مغز مطابقت دارد. علاوه بر این، این سیستم را می توان به پوست انسان متصل کرد یا بر روی پهپادهای کوچک برای انجام کارهای پیچیده مانند تشخیص حرکت انسان و الگوی پرواز هواپیمای بدون سرنشین به لطف ویژگی های پوشیدنی، یکپارچگی بالا و مصرف انرژی کم، تجهیز کرد.
اساساً، این سیستم فرآیند ادغام نشانه حسی در مغز پستانداران را تقلید می‌کند و با استفاده از استراتژی کدگذاری سنبله برای سیگنال‌های حسی، ویژگی‌های ادغام سنبله دستگاه‌های سیناپسی و روش تشخیص مکانی-زمانی جریان سیناپسی، ادراک حرکتی مغز مانند را درک می‌کند. سیگنال ها این کار هوش شناختی نورومورفیک را با مکانیسم ادراک چندوجهی مغز ترکیب می کند و برای توسعه دستگاه های الهام گرفته از مغز و الکترونیک بیومیمتیک اهمیت دارد. می توان آن را در زمینه های مختلفی مانند روبات های متحرک، دستگاه های پوشیدنی هوشمند و رابط انسان و ماشین اعمال کرد.
