Fibras sinápticas iontrônicas bioinspiradas para têxteis sensório-motores neuromórficos de ultrabaixo consumo

Dispositivos neuromórficos artificiais podem emular a integração dendrítica, a transmissão paralela axonal, juntamente com uma eficiência energética superior para facilitar o processamento eficiente da informação, oferecendo um enorme potencial para eletrônicos vestíveis. No entanto, integrar tais circuitos em têxteis para alcançar percepção de informação biomimética, processamento e controle de retroalimentação de movimento continua sendo um desafio formidável. Aqui, engenheiramos uma fibra sináptica iontrônica (ISF) quase em estado sólido que compreende TiO 2 fotoresponsivo, Co-MoS 2 para armazenamento de íons e uma camada de transporte de íons. A ISF resultante alcança plasticidade sináptica de curto prazo inerente, consumo de energia na faixa de femtojoules e a capacidade de transduzir sinais químicos/ópticos. Múltiplas ISFs são entrelaçadas em um tecido neural sintético, permitindo a propagação simultânea de diferentes sinais ópticos para transmissão de informação paralela. Importante, IFSs com múltiplos eletrodos de entrada exibem integração de informação espaço-temporal. Como prova de conceito, um sistema sensório-motor neuromórfico baseado em têxtil é construído para conectar fibras sinápticas com músculos de fibra artificiais, permitindo a integração de informação sensorial preneuronal, transmissão paralela e saída de informação postneuronal para controlar o movimento coordenado dos músculos de fibra. O sistema de fibra proposto possui um enorme potencial em eletrônicos vestíveis, robótica suave e engenharia biomédica.