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中國科學家提出基於憶阻器陣列的新型腦機介面

新華社,北京
2020-09-22 11:11

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新華社北京9月22日電(記者郭穎)腦機介面技術作為資訊科學與神經科學等多學科交叉融合的前沿領域,在康復醫學、醫療電子等領域得到了廣泛關注與應用。來自清華大學的科研團隊提出基於憶阻器陣列的新型腦機介面,相關研究成果日前線上發表于《自然·通訊》。

主流腦機介面中的神經信號分析模組由基於矽電晶體的積體電路構成,但隨著腦機介面中的信號採集通道數的增加,系統面臨著高功耗和延時等方面的挑戰,這也是制約腦機介面技術在植入式或可擕式醫療系統中應用的重要瓶頸之一。

清華大學微納電子系、未來晶片技術高精尖創新中心的錢鶴、吳華強教授團隊與醫學院洪波教授團隊利用憶阻器的仿生與存算一體特性,合作提出了基於憶阻器陣列的新型腦機介面,構建了高效智慧的腦電神經信號處理系統。

為了驗證該系統的可行性,研究團隊演示了癲癇相關的神經信號識別,實現了93.46%的大腦癲癇狀態識別準確率。相較于傳統的神經信號分析模組,具有顯著的功耗優勢。

吳華強介紹,憶阻器是一種新型資訊處理器件,其工作機理與人腦中的神經突觸、神經元等具有一定的相似性,基於憶阻器的神經形態計算可以突破傳統計算架構,在實現高並行度的同時顯著降低功耗。

"這一系統的開發離不開微電子和醫學領域的交叉研究與合作,為腦機介面技術帶來更多可能性。"吳華強說。
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