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  人類視覺系統(tǒng)的高效信息處理能力，源自視網(wǎng)膜內(nèi)復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和精妙的離子調(diào)控機(jī)制。視網(wǎng)膜通過抑制型和興奮型突觸的協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)對光信號的動態(tài)調(diào)控，從而提升視覺對比度、抑制噪聲，完成圖像識別和運(yùn)動追蹤等復(fù)雜任務(wù)。如何賦予機(jī)器類似的視覺感知能力，是仿生視覺與機(jī)器視覺領(lǐng)域的重要課題之一。現(xiàn)有的人工視覺系統(tǒng)多依賴電子傳導(dǎo)機(jī)制，以電子為信息載體來模擬突觸功能，已在特征提取、圖像處理和運(yùn)動追蹤等方面取得了一定的成果。然而，與生物視網(wǎng)膜依靠離子傳遞信號的機(jī)制相比，電子系統(tǒng)在與生物體交互時存在信號匹配性不足的局限。為此，科學(xué)家們開始探索以離子傳輸機(jī)制為核心的仿生視網(wǎng)膜，希望更貼近人類視覺的工作原理，進(jìn)一步提升人工視覺系統(tǒng)的生物兼容性和信息處理能力。

圖5. 運(yùn)動分析和路徑規(guī)劃。

  相比于傳統(tǒng)的電子神經(jīng)形態(tài)器件，這種基于離子水凝膠的器件采用與生物系統(tǒng)更為契合的“語言”——離子信號，為仿生視覺系統(tǒng)的構(gòu)建提供了一種全新的思路。未來，隨著離子器件在性能優(yōu)化與集成度提升方面的不斷進(jìn)展，基于離子調(diào)控機(jī)制的仿生視網(wǎng)膜有望在機(jī)器人視覺、智能醫(yī)療、自動駕駛等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。這項(xiàng)研究通過模擬生物視網(wǎng)膜精妙的離子調(diào)控機(jī)制，讓我們離實(shí)現(xiàn)真正的類人視覺又近了一步。或許在不久的將來，擁有“仿生之眼”的機(jī)器不僅能感知光影、辨識路徑，更能以接近人類的方式理解世界，為人工智能與機(jī)器視覺的融合發(fā)展開啟嶄新的篇章。

  相關(guān)研究成果以“Bio-Inspired Retina by Regulating Ion-Confined Transport in Hydrogels”為題發(fā)表在“Advanced Materials”期刊上。澳門大學(xué)和南方科技大學(xué)聯(lián)培的博士生張紅杰為論文第一作者，南方科技大學(xué)碩士研究生王淞為共同第一作者，肖凱副教授（南方科技大學(xué)），王瑞兵教授（澳門大學(xué)），劉泉影助理教授（南方科技大學(xué)）和王力博士（已于今年2月份入職南京工業(yè)大學(xué)）共同擔(dān)任通訊作者。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202500809.

  肖凱副教授課題組長期招聘研究助理教授、博士后、科研助理和交流學(xué)生。課題組自2021年9月成立，圍繞“神經(jīng)仿生材料”“類腦計(jì)算器件”“神經(jīng)調(diào)控技術(shù)”開展多學(xué)科交叉研究。課題組成員以南科大為第一單位在Nat. Commun., Sci. Adv., Angew等雜志發(fā)表多篇文章，課題組多位博士后成員獲批國自然青年基金、博士后海外引才專項(xiàng)基金等。具體信息見課題組網(wǎng)站：http://www.xiaokai-group.cn/。

招聘科研背景要求：

  3. 生物信號調(diào)控及神經(jīng)計(jì)算：具有神經(jīng)工程、細(xì)胞/生物電生理調(diào)控、神經(jīng)計(jì)算等研究背景者優(yōu)先。