I ricercatori della Seoul National University e dell'Inha University in Corea del Sud hanno sviluppato nervi artificiali fotosensibili che emulano le funzioni di una retina utilizzando nitruro di carbonio bidimensionale (C ₃ n ₄ ) materiali a nanopunti. Ulteriore, attraverso i nervi artificiali fotosensibili che rilevano selettivamente la luce ultravioletta (UV) ed elaborano le informazioni, è stata dimostrata una piattaforma di finestre intelligenti per la modulazione in situ dell'esposizione ai raggi UV in base al grado di esposizione ai raggi UV e al rischio.

L'elettronica neuromorfa che emula i sistemi nervosi biologici sono candidati promettenti per superare le sfide dell'architettura di calcolo di von Neurmann come l'efficienza energetica, integrazione ad alta densità, e velocità di elaborazione dei dati nel campo dell'intelligenza artificiale (AI) e dell'internet delle cose (IoT). Particolarmente, l'elettronica neuromorfa fotosensibile è considerata la tecnologia fondamentale per l'applicazione di sensori intelligenti di nuova generazione perché può replicare in modo efficiente le funzioni delle sinapsi biologiche (interconnessione tra due neuroni, ruoli chiave nell'apprendimento e nella memorizzazione) e rilevare vari tipi di informazioni sulla luce esterna. Però, le indagini precedenti si sono concentrate solo sull'integrazione delle funzioni di rilevamento della luce e sinaptiche in un unico dispositivo, quindi le applicazioni reali non sono state esplorate.

Il lavoro riportato il 27 gennaio in Materiale avanzato descrive dispositivi neuromorfici fotosensibili ispirati alla retina utilizzando nitruro di carbonio bidimensionale (C ₃ n ₄ ) strati di nanopunti per rilevare ed elaborare selettivamente le informazioni sull'esposizione ai raggi UV. La luce UV (lunghezza d'onda da 10 a 400 nm) è dannosa per la salute umana, ma la retina umana non può rilevare i raggi UV. Così, emulando la retina, l'elettronica neuromorfa fotosensibile in grado di rilevare ed elaborare selettivamente gli stimoli UV amplierebbe il senso visivo umano oltre la luce visibile e sarebbe applicabile ai dispositivi sanitari.

Il gruppo di ricerca ha sintetizzato C ₃ n ₄ nanopunti che assorbono prevalentemente la luce UV, e questo è stato introdotto come strato a gate flottante sensibile ai raggi UV nella geometria dei transistor. I dispositivi presentati hanno consumato solo 18.06 fJ/evento sinaptico, che è paragonabile al consumo energetico delle sinapsi biologiche. Per di più, il team di ricerca della Seoul National University ha dimostrato la modulazione in situ dell'esposizione alla luce UV integrando i dispositivi con modulatori di trasmittanza UV. Questi sistemi intelligenti sarebbero ulteriormente sviluppati per combinare il rilevamento e il calcolo della dose per determinare come e quando ridurre la trasmittanza UV per l'assistenza sanitaria preventiva.

Professor Tae-Woo Lee, un professore della Seoul National University ha dichiarato:"Questa piattaforma di sistema intelligente sarà ampiamente applicabile alla pelle elettronica avanzata che è in grado di adattarsi automaticamente all'ambiente mutevole della dose di luce, finestre intelligenti in grado di controllare selettivamente la trasmissione di forti luci UV, occhiali intelligenti che rilevano e bloccano i raggi UV dannosi, sensori intelligenti, retine artificiali per robot umanoidi morbidi, e protesi neurali compatibili con i nervi ottici biologici." Lee ha detto, "Lo sviluppo di robot simili all'uomo, protesi neurali che replicano ed espandono il senso umano, e i dispositivi sanitari preventivi possono trarre vantaggio dal nostro lavoro".