纳米通道离子触觉器件

自适应神经形态感知

通过纳米通道介导的离子传输，将压电离子传感与突触计算耦合，实现仿生触觉感知的自适应信号处理，为可穿戴智能感知提供新途径。

Dai, Jiqing · Song, Wang · Zhang, Jianrui · Wenzheng, Zhou · Liu, Wenchao · Wang, Li Li · Hongjie, Zhang · Xinyi, Zhu · 潘挺睿 · 肖凯

ACS Nano 2026

具体参数

纹理识别准确率

{'zh': '92.3', 'en': '92.3'} %

记录消耗降低比例

{'zh': '75', 'en': '75'} %

技术优势

数据量减少四分之三

利用单元间的力驱动耦合，自适应信号处理在不丢失纹理信息的前提下大幅压缩压力记录数据。

识别准确率超过九成

自适应触觉感知系统对纹理的识别准确率达到92.3%，接近生物体水平。

传感与计算一体化

压电离子传感与突触计算功能在同一器件中通过纳米通道离子传输耦合，无需外部计算单元即可进行自适应处理。

模拟生物受体自适应

类似机械敏感离子通道，压力驱动离子选择性通过纳米通道，产生快适应电位和力驱动耦合下的慢适应电位维持。

应用场景

• 柔性触觉传感器：可集成到柔性触觉传感器，实现自适应信号预处理，降低后端数据量。
• 可穿戴智能设备：用于可穿戴设备，在传感器端完成特征提取，延长续航并减少无线传输。
• 神经形态计算：作为传感-计算融合的硬件实现，模拟突触可塑性，支撑边缘神经形态系统。
• 离子传感：利用柔性离子水凝胶和纳米通道，实现压力驱动的离子选择性传输，构建离子传感界面。