感内计算In-sensor computing集成了传感、存储和处理功能，在人工视觉系统中显示出了巨大的应用潜力。然而，基于互补金属氧化物半导体complementary metal–oxide–semiconductor (CMOS) 电路的新兴器件，感内计算的大规模单片集成，仍然具有挑战性，缺少硬件层面的功能演示。
今日，清华大学Heyi Huang，王钰言Yuyan Wang，唐建石Jianshi Tang，吴华强Huaqiang Wu等，在Nature Nanotechnology上发文，报道了一种完全集成1-kb阵列，这种阵列具有128×8单晶体管 单光电忆阻器one-optoelectronic memristor (OEM)单元和硅互补金属氧化物半导体CMOS电路，并具有可配置的多模式功能，包括三种不同模式的电子忆阻器、动态光电忆阻器OEM和非易失性光电忆阻器non-volatile one-optoelectronic memristor（NV-OEM）。（小注：Kb主要用于网络传输速率的测量。例如，网络速度为1Kb/s意味着每秒传输1000比特的数据）
正如微分相衬扫描透射电子显微镜所证实的，这些模式配置，主要通过协同光学和电学操作，以调制氧空位内的电荷密度。利用这种光电忆阻器OEM系统，演示了三个视觉处理任务：通过非易失性光电忆阻器NV-OEM模式，将识别准确率从85.7%提高到96.1%图像传感预处理，利用动态光电忆阻器OEM和非易失性光电忆阻器NV-OEM模式，具有96.1%准确率更先进的对象跟踪，以及使用完全基于光电忆阻器OEM的感内储备池计算reservoir computing系统，实现了91.2%准确率的人体运动识别。系统级基准测试进一步表明，能耗比图形处理单元低20倍以上。通过将多功能光电忆阻器OEM与硅基Si互补金属氧化物半导体CMOS单片集成，该项研究，为各种感内计算应用，提供了经济高效的材料平台。![]()
Fully integrated multi-mode optoelectronic memristor array for diversified in-sensor computing. ![]()
图1: 光电忆阻器one-optoelectronic memristor，OEM阵列和感内计算系统。
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图2: 可配置的多功能光电忆阻器OEM特性。
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图3: 光电忆阻器OEM阵列中，图像存储和模式映射。
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图4: 基于非易失性光电忆阻器non-volatile one-optoelectronic memristor，NV-OEM的传感系统进行图像预处理。
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图5:混合动态光电忆阻器 dynamic D-OEM和非易失性光电忆阻器NV-OEM传感系统的目标跟踪。
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图6: 完全基于光电忆阻器OEM的感内储备池reservoir computing，RC系统。
Huang, H., Liang, X., Wang, Y. et al. Fully integrated multi-mode optoelectronic memristor array for diversified in-sensor computing. Nat. Nanotechnol. (2024). https://doi.org/10.1038/s41565-024-01794-zhttps://www.nature.com/articles/s41565-024-01794-z声明：仅代表译者观点，如有不科学之处，请在下方留言指正！
