文章核心观点 - 南京大学研究团队受蜘蛛毛感受器启发，开发出超低功耗的柔性脉冲毛发感受器（FISH），其功率密度低于100 nW/cm²，每次感知事件能耗约660 pJ，比传统非接触传感器能耗低两个数量级 [2][3][11] - FISH结合脉冲神经网络（SNN）构建了完整的非接触触觉感知系统，在蜘蛛机器人上验证了其在黑暗等视觉受限环境下增强环境感知能力的潜力 [13][15][19][20] 柔性脉冲毛发感受器（FISH）的结构特点 - FISH由基于聚酰亚胺（PI）的毛发状传感器和基于Ag/PI/LIG/PI的柔性TS忆阻器组成，能将气流信息转换为脉冲序列 [4] - 毛发状传感器采用激光诱导石墨烯技术，传感元件宽度仅约25微米，能检测低至0.4米/秒的气流速度，响应和恢复时间分别约为40毫秒和26毫秒 [6] - 柔性TS忆阻器是脉冲编码核心，表现出典型突触行为，经过1000次重复循环，高阻态和低阻态变异系数分别仅为7.71%和10.71% [8] FISH的超低功耗性能 - FISH功率密度低于100纳瓦/平方毫米，比已报道的非接触式传感设备至少低100倍 [11] - 在2.4伏偏置电压下，FISH尖峰频率约为500至1500赫兹，功耗仅约600纳瓦，每次事件能量消耗约660 pJ，接近蜘蛛机械感受器能耗水平 [10] 非接触触觉感知（NCTP）系统构建与验证 - 系统结合FISH矩阵与脉冲神经网络，模仿生物感觉处理中的群体编码和感受野整合机制 [13][15] - 25根FISH协同工作可捕捉气流空间分布，脉冲神经网络对非接触目标的多维识别准确率超过92% [13][15] - 集成2×3 FISH矩阵的蜘蛛机器人在黑暗环境中能通过NCTP系统对后方猎物或捕食者气流模式做出转身攻击或逃跑的智能响应 [19][20]