“塑料神经元”问世：替代硅器件让机器像人一样思考？
来源：EDN电子技术设计
发布时间：2025-09-30
长期以来，人工模拟生物神经细胞的行为一直是神经形态研究的主要目标。然而，传统硅基电子器件难以与人体内的神经细胞有效沟通，因为它们运行的物理机制不同。而在最近，瑞典林雪平大学的研究团队成功研发出一种基于导电聚合物的“塑料神经元”，为新一代可植入人体的传感器、医疗器件以及先进机器人技术带来了广阔前景。
据了解，这种“塑料神经元”采用一种被称为共轭聚合物的柔性有机材料，能够同时传导电子和离子，从而更接近生物神经元的信号传递方式。实验数据也显示，这些器件能够响应10毫秒的电流输入执行XOR运算，与生物神经元的典型放电时间相当。
为了证明该神经元能够像人类神经元一样处理信息，研究团队还展示了该神经元的“反重合检测”功能，即只有当神经元的一个输入激活而另一个输入不激活时，神经元才会被激活，这类机制在人类神经系统中广泛存在，在触觉传感方面具有极大的应用价值。
研究人员指出，最新版本的塑料神经元能够再现17种神经元特性（早期版本为15种），而且尺寸已经缩小到接近人类神经元的水平。由于导电聚合物材料柔软且具备生物兼容性，这类器件未来有望直接与生物组织结合，用于神经损伤修复或神经疾病治疗。
而与此前依赖复杂微纳加工工艺的人工神经元相比，新设计在制造上更为简化，更接近传统印刷电路的工艺路线，这种设计不仅降低了制造难度，也为未来的大规模生产提供了可能。
目前，全球范围内已有多种类脑计算尝试，例如英特尔的Loihi芯片和IBM的TrueNorth芯片，但它们仍主要依赖硅基材料，能耗和扩展性方面存在限制，相比之下，塑料神经元的研究为这一领域提供了另一种新的可能路径。不过，研究人员也强调，距离真正实现大规模应用仍有不少挑战，包括如何实现长期稳定运行、如何在大规模网络中保持性能一致性等。
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