在日常生活中，不少科技產品均採用成像系統，例如相機和閉路電視。然而，其背後複雜的電路設計需要大量存儲空間，且耗能高。應用物理學系柴揚博士率領的研究團隊受人類視網膜功能所啟發，研發出一種模仿人類視網膜圖像傳感、記憶和前期處理功能的光電器件設備，其識別圖像的準確度和效率均超越現有的人工視覺系統。相關的研究論文最近刊載於國際權威期刊《自然─納米技術》。

人類處理視覺信息的方法

當光線經過人類的角膜和晶狀體並聚焦在視網膜上，視網膜中的感覺神經元‧會直接對光信息作出反應，進行第一階段的圖像處理。之後，已被處理的信息通過視覺神經，傳遞到大腦的視覺皮層進行更複雜的信息處理。

人工視覺系統的局限

現有的人工視覺系統主要包括一些感光器（將視覺信息轉為數碼圖像）、一個記憶組件（以存儲信息），以及一個處理信息的組件。這些組件無法像人類視網膜般直接對光信息作出反應，必須利用圖像傳感器將光學信息轉換為電子信息作進一步處理。這種複雜的電路設計會產生大量多餘的數據，佔用很多存儲空間，而且耗能極高。

嶄新的「光控阻變存儲器」

研究團隊按 「鈀 / 氧化鉬 / 氧化銦錫」(palladium / molybdenum-oxide / indium tin oxide)兩端器件結構，設計出一種「光控阻變存儲器 」（ORRAM）。它可以直接感應光學信息（紫外線），並有效地結合感應、存儲和處理三項功能。實驗證明， ORRAM 可以模仿人類視網膜的功能，進行第一階段圖像處理，包括加強圖像的反差對比度和減少噪雜信息等。

團隊將經由 ORRAM 處理後的圖像，再傳輸到人工神經網絡，進行圖像訓練和識別測試，結果顯示，其識別效率（包括處理速度和耗能）與未經 ORRAM 處理的圖像相比，大大提升了百分之四十一點五。

未來用途

實驗結果顯示ORRAM 能簡化人工視覺系統的電路，以及快速處理大量視覺信息，因此在仿神經形態的人工視覺系統中極具潛力。由於ORRAM所需的處理和儲存硬件及能量大幅減少，這項發明將為邊緣運算和物聯網的發展開拓新領域。