全软有机光电子突触，可实现由光驱动的可变形硬件内向量-矩阵乘法的双向可塑性

《Device》：All-soft organic optoelectronic synapse enabling light-driven bidirectional plasticity for deformable in-hardware vector-matrix multiplication

　　

整体概述

神经形态硬件可通过同时处理计算和存储任务来提升人工智能性能，从而降低数据传输带来的能耗与延迟。光电子突触器件因具备高带宽、低串扰以及良好的能效优势，成为极具潜力的神经形态计算平台。对于可穿戴设备、假肢以及贴肤系统而言，这类硬件还必须具有柔软性、可变形性，并能在动态变化的表面上正常工作。尽管近期研发的柔性光电子突触器件已在弯曲条件下展现出突触行为，但大多数仍依赖刚性材料、混合结构或单向权重调节机制，这限制了它们在软电子平台中的应用。在此，我们介绍了一种全软性有机双极光电子突触，它能通过光信号实现突触权重的增强与抑制功能。该器件支持双向突触权重调节，且在50%的拉伸应变下仍能保持稳定运行。

要点总结

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全软性有机双极光电子突触

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可实现纯光学双向突触可塑性的架构

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实现了可变形的硬件级向量-矩阵乘法运算

摘要

对于基于硬件的神经形态计算而言，双向光学突触可塑性至关重要，因为它能带来超越单向操作的功能多样性。然而，目前大多数已报道的有机光电子突触器件仍受限于单向调节机制、复杂的混合结构以及较差的机械适应性，难以融入电子平台中。在此，我们提出了一种全软性有机双极光电子突触，它可通过空间选择性的光信号实现双向权重调节。该器件由两个串联的全软性有机光电导体构成，利用持续的光电导特性模拟多种突触行为，同时在50%的拉伸应变下仍能维持稳定的多级可重构状态。我们在这种全软性、光驱动的突触阵列上实现了硬件级的向量-矩阵乘法运算，为在完全可变形平台上进行并行模拟计算提供了直接证据。通过结合双向光学可塑性、柔软的机械集成以及硬件级向量-矩阵乘法功能，这一全软性有机突触平台为可穿戴设备及贴肤型人工智能系统开发光可编程神经形态硬件提供了可行路径。

图形化摘要