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突破边界!万物传感首席科学家张晗教授团队引领“光算一体”新时代
来源:万物传感 作者:SZAA 时间:2025/8/1

全球首创荧光计算-显示一体化技术落地,开启边缘智能低功耗、高实时新纪元

在人工智能飞速渗透至边缘设备、医疗成像、安全识别等领域的今天,传统电子计算架构的瓶颈日益凸显——频繁的数据搬运、高昂的能耗、分离的感知-计算-显示模块,严重制约了实时响应与能效比。深圳自动化学会会员单位——深圳万物传感科技有限公司(以下简称“万物传感”)首席科学家、深圳大学张晗教授及其团队,联合香港大学、南方科技大学、鹏城实验室等顶尖机构,成功攻克这一核心难题,开创性地实现了全球首个“计算-存储-显示”三位一体的光神经计算硬件平台!


01

核心技术突破:荧光矩阵-向量乘法 (FMVM)

张晗教授团队在最新发表于国际光学顶级期刊《Optica》的研究中(论文链接见文末),提出了革命性的 “荧光矩阵-向量乘法 (Fluorescence Matrix–Vector Multiplication, FMVM)” 架构。该技术巧妙地将 光致变色材料的可编程性与荧光效应的可视输出能力完美结合。



具体详见我院张晗教授团队在国际光学权威期刊《Optica》上发表光学计算新技术


光学权重编程: 利用特殊的光致变色分子(SP/MC对),通过紫外光照射,在薄膜上精准“写入”神经网络权重图案,具备高精度(~33μm)、多值调控(5-bit/32级)、非易失存储(类记忆)以及可擦写重复训练的能力。

光神经计算: 输入紫外光信号(代表输入向量)照射到已编程权重的薄膜上,瞬间(响应时间<10 ns, 带宽>100 MHz)激发荧光发射。荧光强度分布直接对应于“输入向量 x 权重矩阵”的乘法结果,完成核心计算。

可视光输出: 计算结果以荧光图案的形式直接呈现!无需任何电信号转换器(ADC/DAC),结果既可被高灵敏相机捕捉,甚至可直接通过肉眼观察(尤其适用于特定指示场景),实现了真正的 “In-Memory-Display Computing” (存内显示计算)



02

划时代优势


与现有技术相比,FMVM架构具备颠覆性的五大核心优势:

零ADC/DAC:全光域处理,彻底消除电信号转换瓶颈与能耗。

超低功耗: 无需持续供电维持权重,静态功耗极低,完美契合电池驱动的边缘设备。

并行显示输出: 计算结果以空间光图案直接呈现,可同时显示多维信息。

非挥发存储: 权重可长期稳定保存,随调随用。

材料拓展性强:技术平台开放,可兼容量子点、MOF、碳点等多种先进荧光材料,适应不同波段需求。


03

应用场景展望


未来,依托张晗教授团队的FMVM核心技术,将为以下领域带来革新:

超低功耗边缘AI感知:智能门锁/门禁、可穿戴健康监测、物联网终端。

高速光学安全识别:生物特征(指纹、掌纹)实时认证、防伪标记动态验证。

医疗成像辅助处理:在成像端进行初步特征提取与筛选。

新型人机交互:利用直接光反馈的交互界面。

自然光信息处理:直接处理环境光信号,实现智能感知。


结语:

我司首席科学家张晗教授团队在《Optica》发表的里程碑式工作,不仅代表了光计算领域的重大突破,更标志着“光算一体”技术商业化的关键一步。我们诚邀广大合作伙伴、开发者、行业客户携手,共同探索这一颠覆性技术在边缘智能、安全感知、新型显示等领域的无限可能,开启低功耗、高实时、所见即所得的智能未来!

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