现阶段，课题组研究方聚焦于“离子信息材料与器件”，特别是神经形态视觉感知和计算器件，具体包括三部分：1）可控离子输运机理探究；2）仿生感知与计算器件构筑；3）离子神经形态界面（生物交互）。研究内容包括不局限于：仿生感知，柔性传感，微纳米流体、水凝胶、柔性可穿戴器件、生物电子界面、神经形态计算、神经电生理调控等多学科交叉领域。
现阶段具体研究方向如下：
1. 光/离子/电耦合机理探究
生物智能感知（如视网膜视觉感知）及低功耗计算依赖于蛋白质通道内精确的离子输运形成电生理信号，进而用于生物信息传递。通过构筑调控材料的结构和界面性质（包括无机纳米材料、聚合物凝胶等）精确控制离子的输运行为，发现并拓展“光-离子-电”信号耦合的新机理、新现象（如离子泵、离子-电子库伦拖拽等），可实现类神经的以离子为信息载体（information carriers）的新型感知和计算系统构筑。
2. 神经形态视觉感知器件构筑
生物视觉感官通过高效的“光–离子–电”信号转换实现从感到知的低功耗与自适应闭环感知过程：具有三层细胞的视网膜将光刺激转化为脉冲编码的电信号（“感”），大脑视觉皮层对电信号进行特征整合与时空解码（“知”）。这一闭环过程的核心机制在于“光-离子-电”耦合——即光驱动离子跨细胞膜可控迁移诱导电脉冲发放与整合。通过学习生物视觉“光刺激–离子迁移–电脉冲发放”耦合机制，可实现神经形态视觉感知器件构筑并应用于具身智能任务执行。
3. 离子基类脑器件应用
生物神经系统通过离子动力学机制实现了存算一体的高效信息处理，为新型计算范式提供了重要启示。向生物神经系统的离子通讯策略学习，通过离子导电材料的结构调控实现智能生命中可控离子输运及电脉冲发放行为，构筑离子神经形态阵列化器件模拟大脑的非线性动力学行为和空间信号传导模式，进一步验证了其用于低功耗动态认知应用，可为高复杂度、高连通性类脑系统的开发提供新思路。
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