近日，中國科學院國家納米科學中心鄢勇團隊在基于離子型神經形態器件構筑智能味覺系統方面取得進展。
當前，仿生“類腦計算”是人工智能領域的核心研究方向之一，模擬人體感官的感存算一體化系統是該方向的重要研究課題之一。相比于視覺與觸覺感知，仿生味覺感存算一體化系統在環境監測、食品安全、健康監測、疾病診斷以及味覺重構等方面將發揮獨特功能。與視覺和觸覺不同，味覺感知涉及化學（生物）物質交換，器件工作往往要求液相生理環境，具有更復雜的過程。因此，實現仿生味覺感存算一體極具挑戰。
該研究基于層疊的氧化石墨烯薄膜，開發出集傳感與計算功能于一體、可在水相中工作的新型納米離子器件。離子動力學表征與有限元理論模擬研究顯示，氧化石墨烯片層中界面吸附-解吸附過程可顯著遲滯離子的遷移速度，從而賦予該器件離子傳感和憶阻特性。研究利用這一器件的傳感功能構建了多種味型的化學樣本庫，并基于其神經形態計算功能構建了儲備池計算網絡以模擬人工味覺系統。該系統可實現酸、苦、咸、甜四種基本味型以及咖啡、可樂等復雜風味的準確識別。
在生理環境下，該成果在同一器件中實現了傳感與計算雙功能，為液體環境中感存算一體的智能味覺的發展奠定了基礎。
相關研究成果發表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上。同時，《自然》（Nature）作了專題報道。研究工作得到國家自然科學基金和山東省自然科學基金等的支持。