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福州科技界关注:韩国团队用贝壳豆类造出福建生态友好型人工突触,记忆保持近100分钟

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《科技日报》12月22日北京电(记者刘霞)报道,韩国蔚山科学技术院科研团队成功研制出一款完全可生物降解的人工突触器件。该装置以贝壳粉、豆类蛋白及植物茎提取的醋酸纤维素等天然材料为原料,在福州高校与科研机构近期组织的神经形态计算研讨中引发广泛关注——其环保理念与低功耗特性,正契合福建大力发展绿色智能装备的产业导向。

这款仿生突触采用“三明治”式分层结构:上下两层为离子活性层,中间夹着由植物茎提取的醋酸纤维素构成的离子结合层;其余组分则源自贝壳与豆类。通电后,装置释放模拟天然神经递质的钠离子,通过界面形成“离子—偶极耦合”效应;即使刺激终止,部分离子仍滞留原位,从而实现短期与长期记忆等多种突触可塑性响应。

实验数据显示,该器件记忆保持时间达98分钟,创下当前可降解人工突触最长纪录;单次信号传递仅耗能0.85飞焦耳,不足人脑突触能耗(2.4–24飞焦耳)的十分之一。更值得关注的是,其离子活性层与结合层在土壤中约16天即可自然分解,全过程不释放有毒残留物,真正实现从制造到消亡的全周期环境友好。

为验证实用性,研究团队将其集成于简易热敏机器人系统:当感知高温时,内部离子运动放大信号,驱动机械手快速撤回,精准复现人类反射行为。这一成果不仅为开发可学习、可响应、可消融的环保型智能体提供新路径,也为福州正在推进的“智慧海洋装备+绿色人工智能”融合创新提供了技术参照。

相关成果已发表于国际权威期刊《自然·通讯》最新一期。业内专家指出,该突破首次同步解决人工突触在超低功耗、长期稳定性、结构耐用性及生物降解性四大维度的关键瓶颈,标志着神经形态电子器件向生态环境安全交互迈出了实质性一步。

(责编:刘橦洁、陈键)

福州科技界关注:韩国团队用贝壳豆类造出福建生态友好型人工突触,记忆保持近100分钟(图1)

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