近日,我校宿杰課題組聯合天津大學劉晶課題組在國際頂級期刊《Materials Horizons》(中科院大類一區,影響因子:13.3)上發表題為“Flexible In–Ga–Zn–N–O synaptic transistors for ultralow-power neuromorphic computing and EEG-based brain–computer interfaces”的研究論文(https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/mh/d3mh00759f/unauth)。青島大學范雙青為論文第一作者,青島大學宿杰、天津大學“青年長江學者”劉晶教授為共同通訊作者。該項目得到國家自然科學基金、國家重點研發計劃、“111計劃”等項目的支持。研究團隊成功開發出柔性In-Ga-Zn-N-O突觸晶體管(FIST),與傳統的剛性計算電路相比,FIST具有超低功耗和柔性特性。這項研究的關鍵在于實現了突觸行為的有效可調性,從而促進了聯想學習、記憶計算和認知功能的實現。這意味著FIST可以模擬海兔等生物的關聯和非關聯學習過程,為BCI系統的發展帶來了巨大的潛力。研究團隊還展示了使用基于FIST陣列構建的人工神經網絡(ANN)進行模擬,FIST陣列可以對視覺誘發的腦電信號進行分類,識別準確率高達87.9%,對EMNIST-Digits的識別率在94.8%。這項研究的成果為建立基于腦電圖的BCI系統提供了可行的途徑,具有靈活性、實時內部編碼能力和高分類準確率。這一突破性技術有望顯著影響各種BCI技術的發展,為人類與外部人工設備之間的交互提供更廣闊的可能性。

近日,我校宿杰課題組在國際頂級期刊《Nano Energy》(中科院大類一區,影響因子:19.069)上發表題為“3D wearable piezoresistive sensor with waterproof and antibacterial activity for multimodal smart sensing”(https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2023.108492) 研究論文。青島大學曹明惠為論文第一作者兼通訊作者,青島大學宿杰、劉彤與MGI集團工程師冷明為共同通訊作者。該項目得到國家自然科學基金以及山東省自然科學基金的支持。目前,高靈敏度、優異的穩定性和快速的響應已經逐漸滿足了3D可穿戴壓阻傳感器的快速發展的要求。然而,對可穿戴電子產品至關重要的防水和抗菌性能等重要參數卻沒有得到足夠的重視。本項工作利用石墨烯(rGO)、銀納米顆粒(Ag NPs)、三維聚氨酯(PU)和熱塑性聚氨酯(TPU)制備了兼具防水和抗菌功能的三維可穿戴壓阻傳感器。該傳感器最高靈敏度可達152.98 kPa?1,在連續工作超過10,000次后仍能保持優異的穩定性和靈敏度保持(~90%)。此外,該傳感器展現了出色的防水和高抗菌活性(>99.9%),為實現日常穿戴提供了充分的便利。該傳感器還可以捕捉到用戶的指法習慣、打字強度和打字速度,克服傳統密碼認證系統在安全性上的缺陷,進一步提高了信息的安全性。該3D壓阻式傳感器在多模態智能傳感領域顯示出巨大的潛力,為開發智能可穿戴傳感器和未來廣泛的商業應用提供了機遇。

宿杰,青島大學副教授,四層次特聘教授,電子信息學院副院長,國家一流專業建設點負責人。近年來主持國家自然基金面上項目2項,省部級科研項目5項,國家重點實驗室開放課題4項;獲山東省教學成果獎二等獎1項(第一位次),國家教學成果獎二等獎1項(第八位次)。