模擬人腦學習記憶 陽明交大實現光突觸仿真

【記者曾博群台北報導】當未來的自駕車不只是「看見」路況，還能像人腦一樣「記得」關鍵影像，或醫療影像自動標示異常區域協助醫師診斷時，將不再是科幻情節。國立陽明交通大學光電工程系講座教授劉柏村領導的研究團隊，近期成功研發出具備記憶與學習功能的「光電突觸電晶體」，可望成為下一代人工視覺與神經形態運算的關鍵技術。

劉柏村教授表示，該元件以氧化鎢（WO₃）與鎢摻雜氧化鋅銦（InWZnO）構成全金屬氧化物異質接面，不僅能感測可見光，還能模擬人腦中突觸的學習與記憶機制，展現出多重突觸可塑性，成功模擬短期記憶轉換為長期記憶的過程。元件在可見光三個波段（650、525、460奈米）下皆展現出高響應度，優於現有類似元件。

研究團隊進一步將此元件整合成2×2光突觸陣列模組，能實時接收紅、綠、藍三色光訊號，並模擬人眼視網膜對影像強度與顏色的分層感知與儲存功能。模擬多次學習與遺忘後，元件仍能維持記憶狀態，顯示其具備穩定的非揮發性記憶特性，為未來仿生視覺晶片的發展奠定基礎。

為驗證元件的實用性，團隊將其導入人工神經網路模擬平台，應用於手寫數字辨識與圖像分割任務。即便在高斯雜訊、條紋干擾等模擬惡劣環境下，系統仍能達成高準確率，搭配U-Net架構後在圖像分割任務中表現亦接近理想，展現出元件優異的視覺處理能力與學習穩健性。

這項技術未來可望廣泛應用於智慧醫療、自駕車視覺系統、穿戴式感知裝置與仿生機器人等領域，推動人工智慧與感測科技的深度整合。這項研究成果已登上國際頂尖期刊《Small》。