为抢抓人工智能发展的重大战略机遇，我国在《新一代人工智能发展规划》中明确指出要大力开展具有成像功能的类脑视觉传感技术研究。神经形态类脑视觉硬件作为具有光信息感知、信息处理、信息存储、逻辑思维和判断功能的新型器件，是构建类脑视觉感知和实现超低功耗类脑存算的核心部件，在人工智能、机器视觉、智能家居、自动驾驶、工业检测、生物医学成像及智慧健康等领域呈现出巨大发展潜力。传统神经形态视觉系统通过将传感单元、存储单元和计算单元集成，能够实现对外部环境视觉信息的有效获取与处理，但是也存在感存算分离引起的信息冗余、功耗过大与效率不足等挑战。相较于传统人造类脑视觉技术，先进生物类脑视觉系统具有超低功耗、宽谱响应、并行处理、自适应性、移植修复、高共形性等优势赋予仿生类脑视觉的无限遐想。因此，如何发展具有生物类脑视觉能力的高能效仿生眼已成为该领域研究的热点问题之一。

近期，南京工业大学黄维院士团队刘举庆教授、刘正东副教授结合神经形态学原理与视网膜和离子凝胶工程，开发了一种基于离子凝胶异质结光感受器的生物眼启发型自驱动视网膜形态眼（SHR-E）。它具有宽光谱感知（365至970 nm）、宽视场（180°）和光突触（双脉冲异化指数为153%）行为，能够实现生物视觉系统的光学成像和运动跟踪功能。重要的是，该仿生眼以离子为信号传输的媒介，与生物体中信号传递的方式相似，从而实现了无需要外部能量输入的宽视场探测和高效的视觉信号处理。值得指出的是，由于离子凝胶本征具有的自愈合性，该仿生视网膜还具备了移植可修复的能力，通过替换功能失调的光感受器，实现视网膜的移植修复，进而恢复视觉功能。此外，其出色共形能力使其能够轻松贴合任意几何形状，为未来在复杂多场景中的应用提供了无限可能。该研究工作不仅为人工视觉系统的发展提供了新的方向，也为生物电子学和类脑视觉领域的深入探索奠定了基础。

相关研究工作以“A bionic self-driven retinomorphic eye with ionogel photosynaptic retina”为题发表在国际著名期刊Nature Communications（《自然•通讯》）上。柔性电子（未来技术）学院2020级硕士生罗旭、2023级博士生陈晨和2021级硕士生何子熙为论文共同第一作者。

该工作得到了国家自然科学基金、江苏省特聘教授等项目的支持。

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-47374-6.