美國西北大學的工程師成功研發出能發射類似神經元電訊號的柔性電子裝置，並已驗證其能活化小鼠活體腦細胞。這項技術透過可列印墨水與聚合物機制模擬神經元活動，有望革新腦機介面、神經義肢，並為開發更節能的人工智慧運算硬體提供新路徑，以應對現有AI資料中心的龐大能耗問題。
美國西北大學（Northwestern University）的工程師成功開發出柔軟、具彈性的電子裝置，能發射類似真實神經元的電訊號。初步測試顯示，這些人工訊號能有效活化小鼠組織中的活體腦細胞，這項突破性進展為未來腦機介面、神經義肢及節能運算技術開啟了嶄新方向。
這項研究成果已刊登於《自然-納米技術》（Nature Nanotechnology）期刊。主導研究的馬克·赫薩姆（Mark C. Hersam）教授指出，人腦的能源效率比數位電腦高出五個數量級，因此從大腦尋求下一代運算靈感是合理的。他強調，傳統電腦依賴剛性矽晶片上的數十億個電晶體，耗能巨大且一旦製造便固定不變；而大腦則具有異質性、動態且三維的特性，需要新材料和新方法來建構電子元件。
這些人工神經元採用可列印墨水製成，材料包括奈米級的二硫化鉬（作為半導體）和石墨烯（作為導體）。研究團隊運用氣溶膠噴墨列印技術，將墨水精確地放置在柔性聚合物表面，從而創造出柔軟的電子裝置。透過控制聚合物的部分分解，並在電流通過時進一步引導分解，形成導電細絲，裝置能夠產生類似活體神經元的尖峰電訊號。
這些可列印神經元能產生多種放電模式，包括單一尖峰、穩定放電和爆發性活動，其尖峰頻率最高可達 20 千赫，並能穩定運作超過百萬次循環。研究團隊與西北大學神經生物學教授英迪拉·M·拉曼（Indira M. Raman）合作，將人工電壓尖峰應用於小鼠小腦切片，成功活化了小腦主要的浦金耶神經元。赫薩姆教授表示，他們的人工神經元在時間範圍內展現出前所未有的特性，足以與活體神經元直接互動。
這項發現有望促成更安全、更有效的植入式裝置，以恢復聽力、視力、運動或感覺回饋，並使義肢能接收或發送更自然的訊號。此外，透過使用行為更豐富的人工神經元，未來的腦啟發運算有望降低能耗、減少熱量產生，並提升永續性，以應對人工智慧資料中心日益增長的龐大電力和水資源消耗問題。