微型視覺晶片整合感測、處理與儲存功能，為下一代自主系統奠定基礎

澳洲研究團隊打造仿生視覺晶片，感測、處理、記憶三合一

澳洲研究人員開發出一款仿神經形態（neuromorphic）視覺晶片，能在單一裝置中同時完成視覺資訊的感測、處理與儲存，模擬人眼與大腦協同運作的方式。這款以摻雜氧化銦（doped indium oxide）製造的微型晶片，旨在降低對外部處理器的依賴，並在自主系統等應用場景中實現更快速的決策。

本研究由RMIT大學工程師主導，Deakin大學與墨爾本大學共同參與。研究團隊表示，該裝置將感測、處理與記憶功能整合於單一平台，省去傳統機器視覺系統中通常會拖慢速度的獨立硬體元件。

與傳統影像系統先擷取資料再傳輸至外部處理器的方式不同，這款新晶片直接在光線偵測處完成運算。感測層的厚度僅為人類頭髮的數千分之一，經過特殊工程設計，能夠回應光線並隨時間保留資訊，使其運作方式更接近生物視覺系統。

研究人員表示，這種整合式設計有助於降低能耗，並提升即時環境中的反應速度。目前裝置已透過紫外線光進行測試，團隊正著手擴展至可見光與紅外線，以拓展更廣泛的應用範圍。

模擬大腦運作的視覺系統

這款晶片的設計理念是模仿人眼捕捉光線、大腦處理並儲存視覺輸入的方式，在單一平台上執行多項任務，包括感測入射光、處理訊號，以及儲存視覺資訊供後續使用。

計畫主持人 Sumeet Walia 教授表示，研究目標在於消除不同系統之間資料傳輸所造成的延遲與能耗。他說：「我們的發明讓即時決策成為可能，因為它不需要處理大量無關資料，也不會因為資料傳輸至獨立處理器而降低速度。」

此裝置還展現出在無需頻繁電氣刷新訊號的情況下，長時間保留視覺資訊的能力，進一步降低能耗並提高效率。

第一作者、RMIT大學博士研究生 Aishani Mazumder 表示，這套系統的靈感來自大腦的資訊處理方式。她說：「神經形態視覺系統採用類似人類大腦的類比處理方式，與現有技術相比，能大幅減少執行複雜視覺任務所需的能耗。」

邁向自主機器的未來應用

研究人員指出，這項技術未來可應用於自動駕駛汽車、自主機器人，以及在危險環境中運作的監控系統。潛在用途包括車輛物件辨識、偏遠或危險地區的偵測系統，以及法證鑑識與工業檢測的先進影像技術。

由於該晶片將多種功能整合於單一元件，也有助於在無需大量運算基礎設施的情況下，支援長期自主運作。研究團隊認為，這使其特別適合需要迅速適應動態環境的系統。

此裝置模擬視網膜捕捉完整影像的能力，以及大腦解讀與儲存影像的功能，為機器視覺提供更緊湊、更高效的實現途徑。研究人員相信，這最終可能催生出能隨經驗持續進化的視覺系統，如同生物系統一般。

研究團隊使用了RMIT大學的專業奈米製造與顯微鏡設施，並獲得澳洲研究委員會（Australian Research Council）及國家計算基礎設施（National Computational Infrastructure）的支持。

本研究成果已發表於學術期刊《Advanced Functional Materials》。

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