韩国科学家用天然材料制成人工突触，记忆保持近100分钟

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科技日报于北京 12 月 22 日发出电文 ，此报道由记者刘霞撰写 。韩国蔚山科学技术院的科学家 ，针对一研发突破了重点叙述 。这里所研发出的人工突触 ，具备完全可生物降解的特性 ，性能稳定也是其显著优点 ，并且能耗极低 。该人工突触的构成材料很特别 。它是由贝壳 、豆类以及植物纤维此类的天然环保材料制成 。其独特之处在于 ，能够把记忆保持时间延长至将近 100 分钟 。这种装置有着重要意义 。它不光为可持续神经形态技术的发展开拓出了新方向 ，而且有力地起到了帮助缓解电子垃圾激增这类问题的作用 。与之关联的成果 ，被刊载于最新一期的《自然·通讯》杂志之上 。

常常受到功耗高、寿命短限制的传统人工突触，为了攻克这些难题，团队采用了天然可生物降解聚合物，构建出了分层结构，设计出了这款能够模拟大脑突触功能的仿生装置。

两层离子活性层夹着一层由植物茎提取的醋酸纤维素制成的离子结合层，该装置即类似微型“三明治”状那般构成。此装置其余材料来源于贝壳与豆类。当通电时，装置内类似天然神经递质功能作用的钠离子会释出。该钠离子通过界面进行结合从而产生“离子—偶极耦合”效应。即便在停止那种刺激之后，部分离子依旧能够留存下来。这使得装置能够产生级联响应，进而支持诸如短期与长期记忆类多种各异的突触可塑性。

尤其值得注意的是，这样一种人工突触的记忆留存时长高达100分钟，建造了当下可生物降解突触的最长记录。与此同时，它的能量消耗极低，每一次信号传导仅仅耗费0.85飞焦耳，远远低于自然脑突触每一回活动所需要的2.4至24飞焦耳。

除去性能优越这一情况之外，该设备具备完全生物降解特性，其离子活性层于在土壤中大约16天就能够自然分解，结合层同样如此，所使用的材料像醋酸纤维素一类的全都对环境是安全的，在分解之后不会残留有任何有害物质。

其应用潜力，团队借助一个简易机器人系统予以了展示：此系统中，当设备察觉到热的时候，内部离子运动会将信号放大，进而触发机械手，使其能很快从高温物体那里撤回来，以此模拟人类的反射行为。这意味着，未来或许能够开发出这样的环保机器人，它能够学习，能对环境刺激做出响应，并且在完成任务之后会无害化地消失。

团队宣称，此物率先解决了人工突触于超低功耗领域内问题，同时克服稳定性方面困境，还突破耐用性难题，并且冲破生物降解性方面阻碍，此成就是迈向开发能和环境安全交互且最终自然消融掉的神经形态设备的关键进展。

(责编：刘橦洁、陈键)