對物理世界精確感知的需求導致了視覺傳感數(shù)據(jù)的大幅增加，同時也帶來了數(shù)據(jù)處理能耗效率方面的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的視覺系統(tǒng)由于傳感器和處理單元的分離，在處理日益復雜和大規(guī)模的數(shù)據(jù)方面存在挑戰(zhàn)。受人類視覺系統(tǒng)的啟發(fā)，神經形態(tài)視覺計算以感存算一體的設計理念，力圖在硬件層面實現(xiàn)傳感、存儲、處理的結合，被認為是探索新一代視覺系統(tǒng)的潛在路徑。作為關鍵的硬件支撐，能夠復制突觸功能和動力學的仿生突觸對于神經形態(tài)視覺計算的發(fā)展至關重要。構建仿生突觸的關鍵在于能夠支持突觸權重調制的阻變材料，從而實現(xiàn)多種突觸可塑性。因其獨特的離子和電子傳輸特性，以及靈活的光電可控性，鹵化物鈣鈦礦材料被視為實現(xiàn)仿生突觸的有前景的候選材料。自2016年以來，基于鹵化物鈣鈦礦材料的仿生電子學領域穩(wěn)步發(fā)展，取得了許多重要進展。然而，生物突觸和仿生突觸的功能尚未完全匹配，仍需要在材料、器件和多功能實際應用方面做出改進。鑒于此，本綜述系統(tǒng)總結了基于鹵化物鈣鈦礦的仿生突觸在神經形態(tài)視覺計算中的進展與挑戰(zhàn)。

III 鈣鈦礦突觸在神經形態(tài)視覺計算中的應用

鈣鈦礦突觸憑借可調制的突觸可塑性與兼容的制備工藝在神經形態(tài)視覺計算中展現(xiàn)出突出優(yōu)勢。鈣鈦礦電突觸可通過多級電導態(tài)加速向量乘法運算，從而消除帶寬限制并減少數(shù)據(jù)移動；具有空間和時間相關可塑性的鈣鈦礦光電突觸能夠直接在每個設備中集成視覺處理功能，為神經形態(tài)視覺計算提供解決方案。本章介紹了鈣鈦礦突觸在用于神經形態(tài)視覺計算中的應用中，涵蓋了光信息預處理、視覺適應及模式識別等典型場景，并重點分析了突觸可塑性在處理特定任務時的關鍵作用。

在大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網快速發(fā)展的背景下，感官數(shù)據(jù)激增，生物啟發(fā)的神經形態(tài)計算系統(tǒng)備受關注。仿生突觸器件作為此類系統(tǒng)的核心組成，承擔著感知、記憶與計算的關鍵功能。鈣鈦礦材料憑借豐富的材料體系與優(yōu)異的光電性能，有力推動了各類突觸器件的研究與發(fā)展。盡管突觸功能模擬取得了顯著進展，但鈣鈦礦突觸的神經形態(tài)應用仍處于早期階段，仍有諸多挑戰(zhàn)亟待解決。

在材料層面，需要深入探索材料內部復雜的離子-電子動力學特性，解決穩(wěn)定性與毒性問題。在器件層面，還需通過化學策略、結構設計與物理信號調制，協(xié)同提升器件在計算與傳感方面的模擬性能(圖3)。此外，建立標準化的性能指標與測量協(xié)議對于評估器件的可縮放性與可靠性至關重要。在應用層面，目前的研究仍多依賴于軟件模擬，未來亟需突破實際硬件集成與大規(guī)模突觸網絡構建的瓶頸，通過材料成分與制備工藝的深度融合，真正釋放鈣鈦礦突觸在神經形態(tài)視覺計算中的應用潛力。

圖3. 可用于改善鈣鈦礦器件突觸可塑性的多種優(yōu)化途徑。