Sinapse artificial mecatrônica-fotônica bioinspirada baseada em heteroestrutura de grafeno/MoS 2

Desenvolver sistemas neurais artificiais multifuncionais e diversificados para integrar plasticidade multimodal, memória e funções de aprendizado supervisionado é uma tarefa importante para a emulação da computação neuromórfica. Aqui, apresentamos uma sinapse artificial mecatrônica-fotônica bioinspirada com plasticidade mecânica e óptica sinérgicas. A sinapse artificial é composta por um transistor optoeletrônico baseado em heteroestrutura de grafeno/MoS2 e um nanogerador triboelétrico integrado. Ao controlar a transferência/troca de carga na heteroestrutura com potencial triboelétrico, os comportamentos sinápticos optoeletrônicos podem ser prontamente modulados, incluindo fotocorrentes pós-sinápticas, fotocondução persistente e fotosensibilidade. A plasticidade sináptica fotônica é elaboradamente investigada sob o efeito sinérgico do deslocamento mecânico e dos pulsos de luz que incorporam diferentes informações espaço-temporais. Além disso, redes neurais artificiais são simuladas para demonstrar a precisão de reconhecimento de imagem melhorada em até 92% assistida pela plasticização mecânica. A sinapse artificial mecatrônica-fotônica é altamente promissora para implementar interação de modos mistos, emular o complexo sistema nervoso biológico e promover o desenvolvimento de inteligência artificial interativa.