隨著人工智能、自動(dòng)駕駛、機(jī)器人等技術(shù)的快速發(fā)展，人工視覺系統(tǒng)每天需要處理海量視覺信息。現(xiàn)有人工視覺系統(tǒng)通常采用“先感知、后計(jì)算”的模式，對場景中的所有信息進(jìn)行無差別采集，再依賴后端算法進(jìn)行識別與分析，造成大量冗余數(shù)據(jù)傳輸和計(jì)算，成為限制邊緣智能設(shè)備實(shí)時(shí)性和能耗的重要瓶頸。近年來，感算融合技術(shù)和動(dòng)態(tài)視覺傳感器雖顯著提升了人工視覺性能，但仍難以實(shí)現(xiàn)像生物一樣“只看感興趣目標(biāo)、忽略無關(guān)信息”的主動(dòng)選擇性感知。
 

　　針對這一國際難題，研究團(tuán)隊(duì)受蝴蝶偏振視覺注意力機(jī)制啟發(fā)，首次提出“注意力驅(qū)動(dòng)的傳感器內(nèi)選擇性計(jì)算(Attention-Driven In-Sensor Selective Computing)”全新范式，成功研發(fā)出注意力視覺傳感器(Attention Vision Sensor，AVS)。該器件將偏振感知、信息存儲和類腦計(jì)算高度集成于單個(gè)器件中，使視覺信息能夠在感知前端完成主動(dòng)篩選，僅對感興趣目標(biāo)進(jìn)行選擇性感知與計(jì)算，從源頭減少數(shù)據(jù)冗余，為人工視覺提供了一種全新的硬件架構(gòu)。
 

　　研究團(tuán)隊(duì)利用二維各向異性半導(dǎo)體獨(dú)特的偏振響應(yīng)特性，構(gòu)建了兼具偏振感知與光電突觸功能的注意力視覺傳感器。器件不僅能夠模擬蝴蝶視覺系統(tǒng)對偏振方向和偏振度的雙重響應(yīng)，還具有優(yōu)異的穩(wěn)定性和一致性?；谒鶚?gòu)建的AVS陣列，研究團(tuán)隊(duì)首次實(shí)現(xiàn)了偏振相位驅(qū)動(dòng)和偏振度驅(qū)動(dòng)兩種仿生選擇性感知模式，可在復(fù)雜自然背景下主動(dòng)突出目標(biāo)信息、抑制背景干擾。在語義分割任務(wù)中，系統(tǒng)對人造目標(biāo)識別準(zhǔn)確率達(dá)到97.57%，對自然背景篩除率達(dá)到99.56%，充分驗(yàn)證了該新型視覺硬件在邊緣人工智能中的應(yīng)用潛力。
 

　　該研究首次將生物注意力機(jī)制引入類腦視覺硬件，實(shí)現(xiàn)了人工視覺從“全部采集、后續(xù)篩選”向“前端選擇、按需感知”的范式轉(zhuǎn)變，為下一代低功耗、高效率人工視覺系統(tǒng)提供了新的實(shí)現(xiàn)思路。未來，該團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步拓展高分辨率視覺陣列和晶圓級集成技術(shù)，并進(jìn)一步融合人類高級視覺注意力機(jī)制，推動(dòng)機(jī)器實(shí)現(xiàn)更加智能的環(huán)境理解能力，為機(jī)器人、自動(dòng)駕駛、智能制造及具身智能等領(lǐng)域提供新型類腦視覺硬件基礎(chǔ)。
 

　　我校為該論文第一完成單位，材料學(xué)院博士生歐陽德才為第一作者，翟天佑教授、李淵教授為通訊作者。本研究得到國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目資助。
 

　　引用：材料學(xué)院翟天佑李淵團(tuán)隊(duì)開創(chuàng)“注意力視覺傳感器”新范式-華中科技大學(xué)【引用時(shí)間：2026年8月6日】