人工智能現(xiàn)在的發(fā)展是很快的,應(yīng)用領(lǐng)域也是很豐富的,生活、醫(yī)療等都可以看到人工智能科技的影子,比如神經(jīng)檢測(cè)這一塊兒,可以運(yùn)用meas壓力傳感器來(lái)進(jìn)行探測(cè)的,理想情況下,神經(jīng)探針陣列應(yīng)具有良好的生物相容性、具有高信噪比的高密度電極、通過(guò)柔性電纜實(shí)現(xiàn)的互連功能、高度集成的電子架構(gòu),以及集成型微執(zhí)行器,從而驅(qū)動(dòng)電極柄實(shí)現(xiàn)神經(jīng)元運(yùn)動(dòng)跟蹤。
人類的大腦通過(guò)其神經(jīng)元活動(dòng)來(lái)協(xié)調(diào)我們的感知、想法和行動(dòng)。神經(jīng)科學(xué)家正努力通過(guò)采用能夠在行為期間以單神經(jīng)元和單峰分辨率分離、識(shí)別和操縱神經(jīng)元的方法來(lái)理解大腦的功能。神經(jīng)探針不僅在細(xì)胞外記錄、腦機(jī)接口(BMI)和深部腦刺激(DBS)方面取得了成功,而且在腦電圖、神經(jīng)元功能恢復(fù)和腦部疾病研究等一些新的應(yīng)用中也成績(jī)斐然。
為了能夠在大腦的多個(gè)區(qū)域內(nèi)大規(guī)模記錄單個(gè)神經(jīng)元,神經(jīng)探針需要高密度、大數(shù)量的電極。遺憾的是,最新的高密度CMOS神經(jīng)探針有一個(gè)很大的“柄”,它是探針的一部分,會(huì)植入到大腦區(qū)域。這個(gè)“柄”部分需要做到盡可能薄,以避免干擾或損害正常的大腦功能,眼下,它們還達(dá)不到神經(jīng)科學(xué)家希望的那么小。另外,目前的電子設(shè)計(jì)架構(gòu)也不是最佳。探針設(shè)計(jì)由大量小型有源電極組成,用于放大和緩沖神經(jīng)信號(hào)。CMOS像素放大器(PA)位于電極下方極小的空間內(nèi),由于空間不足,信號(hào)處理被迫在探針的底座完成。想象一下這種非理想信號(hào)路由中的噪聲問(wèn)題,理想情況下希望信號(hào)處理緊挨著PA進(jìn)行。
微型光機(jī)械meas壓力傳感器,我們從meas壓力傳感器設(shè)計(jì)開(kāi)始。MEMS壓力傳感器有電容式和壓電式,它們體積小,性能相當(dāng)好。再就是光纖傳感器,它們具有超敏感性和低噪聲特性,但在集成度較低的設(shè)計(jì)架構(gòu)中使用最佳。
現(xiàn)在,我們將上述兩種傳感器特性合并為一個(gè)集成傳感器,即微型光機(jī)械meas壓力傳感器。與壓電和電容傳感器設(shè)計(jì)相比,這種器件可帶來(lái)更高的靈敏度和更好的噪聲特性,但封裝尺寸卻相同。
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