有機觸覺神經形態材料與器件,是模仿生物神經系統觸覺感知與信息處理功能的材料與器件。
隨著人工智能技術快速發展,傳感材料與器件應用重要性日益突出,其需要同時滿足完成復雜傳感任務與降低能耗的要求。模擬人體突觸、神經元功能的神經形態材料與器件,是實現高效感知與計算的關鍵因素。與無機材料相比,有機材料在楊氏模量、柔韌性、光電特性、生物相容性、能耗等方面具有優勢,因此有機半導體材料在觸覺神經形態材料領域受到關注。
根據新思界產業研究中心發布的
《2025-2030年中國有機觸覺神經形態材料與器件行業市場深度調研及發展前景預測報告》顯示,有機半導體材料具有高空穴、電子遷移率,平衡雙極性載流子傳輸特點,將有機半導體材料與先進器件結構相結合,可以開發出具有感知、計算功能的仿生傳感器。這種仿生傳感器通過光電突觸器件來模擬人體突觸特性,通過陣列模擬人腦進行信息處理,能夠顯著推動感知技術進步。基于此開發出的有機觸覺神經形態材料與器件可以應用在可穿戴智能設備、人形機器人、工業機器人等領域。
有機觸覺神經形態材料可以采用低成本方法進行制備,適合規模化生產仿生觸覺器件。人形機器人近幾年概念火爆,市場高速增長,預計到2030年,全球市場規模將達到780億美元左右。人形機器人模仿人類的感知、行為、思維等能力,其傳感器技術含量要求高,需要采用仿生感知技術。在此背景下,有機觸覺神經形態材料與器件擁有廣闊市場空間。
新思界
行業分析人士表示,全球有機觸覺神經形態材料與器件技術研究正在不斷深入。在海外,美國西北大學與佐治亞理工學院合作,開發了一種在人類神經元頻率范圍內工作的高性能有機電化學神經元,將神經元與人工觸覺受體和突觸相結合,創建了完整的感知系統,實現了實時觸覺信號感知和處理,研究成果發表于《美國科學院院報》。
2024年8月,我國工信部發布國家重點研發計劃“新型顯示與戰略性電子材料”重點專項2024年度項目申報指南,提出探索有機半導體材料結構對電子和離子遷移率的影響機理,研制基于感存算一體化的有機觸覺神經形態材料與器件。我國中山大學王凱教授課題組研制了一種基于神經形態觸覺傳感器的掃描設備并初步實現了類皮膚觸覺特征的觸覺信息采集,相關研究成果發表于《自然·通訊》。