核心观点 - 韩国科研团队成功研制出一种完全可生物降解、超低功耗且性能稳定的人工突触 该装置由贝壳、豆类和植物纤维等天然材料制成 记忆保持时间创纪录地达到近100分钟 能耗低于自然脑突触 为可持续神经形态技术的发展开辟了新方向 并有助于缓解电子垃圾问题 [1][2] 技术突破与性能 - 该人工突触采用分层“三明治”结构 两层离子活性层之间夹着一层由植物茎提取的醋酸纤维素制成的离子结合层 [1] - 其记忆保持时间长达100分钟 创下目前可生物降解突触的最长纪录 [1] - 能耗极低 每次信号传递仅消耗0.85飞焦耳 远低于自然脑突触每次活动所需的2.4至24飞焦耳 [1] - 装置通过“离子—偶极耦合”效应工作 通电时释放钠离子模拟神经递质 支持短期与长期记忆等多种突触可塑性 [1] 材料与环保特性 - 装置完全由天然可生物降解聚合物制成 材料来源于贝壳、豆类与植物纤维 [1] - 其离子活性层与结合层在土壤中约16天即可自然分解 所用材料如醋酸纤维素等对环境安全 分解后不残留有害物质 [2] - 该成果攻克了人工突触在超低功耗、稳定性、耐用性与生物降解性等方面的多项难题 [2] 应用潜力展示 - 团队通过一个简易机器人系统展示了应用潜力 当设备感知到热时 内部离子运动可放大信号 触发机械手迅速从高温物体撤回 模拟人类的反射行为 [2] - 这预示着未来或可开发出能够学习、响应环境刺激 并在完成任务后无害化消失的环保机器人 [2] - 该成果是开发能与环境安全交互并最终自然消融的神经形态设备的重要进展 [2]