近日，由中國(guó)科學(xué)院金屬研究所孫東明、成會(huì)明課題組與相關(guān)單位開展合作，開發(fā)出一種柔性碳納米管—量子點(diǎn)神經(jīng)形態(tài)人工視覺光電傳感器。目前的人工視覺系統(tǒng)往往采用傳統(tǒng)的互補(bǔ)金屬氧化半導(dǎo)體或者電荷耦合器件圖像傳感器與執(zhí)行機(jī)器視覺算法的數(shù)字系統(tǒng)相連接來(lái)實(shí)現(xiàn)。

為此，科研人員設(shè)計(jì)并制備了一個(gè)1024像素的柔性神經(jīng)形態(tài)光電傳感器陣列，其中銫鉛溴鈣鈦礦量子點(diǎn)作為感光層和光生電荷俘獲層，半導(dǎo)體性碳納米管薄膜作為電荷傳輸層。同時(shí)，該光電傳感器陣列集成了光傳感、信息存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)預(yù)處理等功能，這與生物系統(tǒng)行為類似，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)并行處理信息，這對(duì)于模仿生物視覺處理的人工視覺系統(tǒng)具有重要的啟發(fā)意義。

那么人工智能與傳感器的結(jié)合能為人類社會(huì)帶來(lái)怎樣的進(jìn)步呢？

人工智能技術(shù)優(yōu)化傳感器系統(tǒng)

“傳感器”、“人工智能”、“物聯(lián)網(wǎng)”，這些看似不太又聯(lián)系的詞，其實(shí)是相互聯(lián)系在一起的，擰成一個(gè)大趨勢(shì)，在這個(gè)鏈條里，每一環(huán)都會(huì)對(duì)下一環(huán)產(chǎn)生影響，如此產(chǎn)生積極的循環(huán)。各種連接的設(shè)備里的傳感器會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，海量數(shù)據(jù)使得機(jī)器學(xué)習(xí)成為可能，機(jī)器學(xué)習(xí)的結(jié)果就是AI，而AI又指導(dǎo)機(jī)器人去更精確地執(zhí)行任務(wù)，機(jī)器人的行動(dòng)又會(huì)觸發(fā)傳感器。這整個(gè)就是一個(gè)完整的循環(huán)。

人工智能技術(shù)能夠?qū)鞲衅飨到y(tǒng)有所幫助，它們是：基于知識(shí)的系統(tǒng)、模糊邏輯、自動(dòng)知識(shí)收集、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、基于案例推理和環(huán)境智能。這些技術(shù)在傳感器系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，不僅因?yàn)樗鼈兇_實(shí)有效，還因?yàn)榻裉斓挠?jì)算機(jī)應(yīng)用越來(lái)越普及。這些人工智能技術(shù)具有最低的計(jì)算復(fù)雜度，可以應(yīng)用于小型傳感器系統(tǒng)、單一傳感器或者采用低容量微型控制器陣列的系統(tǒng)。正確應(yīng)用人工智能技術(shù)將會(huì)創(chuàng)造更多富有競(jìng)爭(zhēng)力的傳感器系統(tǒng)和應(yīng)用。

人工智能領(lǐng)域的其他技術(shù)進(jìn)步也將會(huì)給傳感器系統(tǒng)帶來(lái)沖擊，包括數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、多主體系統(tǒng)和分布式自組織系統(tǒng)。環(huán)境傳感技術(shù)能夠?qū)⒑芏辔⑿碗娮犹幚砥骱蛡鞲衅骷傻饺粘Ｎ锲分校蛊渚哂兄悄?。它們可以?chuàng)造智能環(huán)境，與其他智能設(shè)備通訊，并與人類實(shí)現(xiàn)交互。給出的建議能夠幫助用戶更加直觀地完成任務(wù)，但是這種集成技術(shù)的后果將會(huì)很難預(yù)測(cè)。

強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手 協(xié)同作用

人工智能目前正在為社會(huì)的方方面面帶來(lái)革新。比如，通過(guò)結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘和深度學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)，如今可以利用人工智能來(lái)分析各種來(lái)源的大星數(shù)據(jù)，識(shí)別各種模式、提供交互式理解和進(jìn)行智能預(yù)測(cè)。

事實(shí)上，大多數(shù)的人工智能動(dòng)作和應(yīng)用場(chǎng)景都需要依靠合適的傳感器來(lái)達(dá)成，傳感器是人工智能技術(shù)發(fā)展的硬件基礎(chǔ)，是人工智能與萬(wàn)物建立聯(lián)系的必備條件。以自動(dòng)駕駛為例，自動(dòng)駕駛的核心，是讓車?yán)@過(guò)人類感官與交通環(huán)境實(shí)現(xiàn)交互。這就極大程度依賴?yán)走_(dá)、視覺攝像頭以及多種多樣的傳感器裝置。

顯然，政府也看到了傳感器對(duì)于人工智能產(chǎn)業(yè)的重要性，前幾年，工信部正式印發(fā)了《促進(jìn)新一代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃》，計(jì)劃中的重點(diǎn)內(nèi)容是培育八項(xiàng)智能產(chǎn)品和四項(xiàng)核心基礎(chǔ)，而智能傳感器排在核心基礎(chǔ)的第一位，處于最基礎(chǔ)最重要的地位。這進(jìn)一步肯定了智能傳感器對(duì)于發(fā)展人工智能產(chǎn)業(yè)的重要意義。

傳感器將是未來(lái)萬(wàn)物互聯(lián)的核心基礎(chǔ)。當(dāng)前，信息技術(shù)發(fā)展正處于跨界融合、加速創(chuàng)新、深度調(diào)整的歷史時(shí)期，呈現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)、萬(wàn)物智能的新特征。云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能的興起，推動(dòng)計(jì)算架構(gòu)、模式及智能傳感出現(xiàn)重大轉(zhuǎn)折，市場(chǎng)應(yīng)用呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

總結(jié)

新技術(shù)革命的到來(lái)，世界開始進(jìn)入信息時(shí)代。要獲取大量人類感官無(wú)法直接獲取的信息，沒有相適應(yīng)的傳感器是不可能的。物聯(lián)網(wǎng)讓人工智能成為現(xiàn)實(shí)。物聯(lián)網(wǎng)提供了現(xiàn)成的傳感器，為感知物質(zhì)世界提供了更多有意義的途徑，從而讓人工智能“活了過(guò)來(lái)”。傳感器給人工智能以“眼”去看世界，給他們一個(gè)“好耳朵”，賦予人工智能“對(duì)事物的敏銳觸覺”。在很多方面，傳感器都在賦予人工智能超能力。