在人工智能与柔性电子技术融合的前沿,中国科研团队再次取得了里程碑式的突破。清华大学与北京大学联合多家顶尖科研机构,成功研发了全球首款专为可穿戴设备设计的全柔性人工智能芯片,其运行功耗最低仅需55.94微瓦,相当于传统硅基芯片的千分之一。这一成就标志着我国在柔性电子和低功耗AI计算领域已跻身世界前列,为未来“无感穿戴”、“智能皮肤”以及“人体物联网”等创新应用奠定了坚实基础。
传统的AI芯片大多以刚性硅基材料制造,虽然算力强大,但难以适应人体曲线,且功耗高,需要频繁充电,这限制了它们在健康监测和人机交互场景中的应用。而此次合作研发的全柔性AI芯片,采用了新型有机半导体材料和超薄衬底技术,使得芯片可以自由弯曲、拉伸,甚至折叠,厚度不足0.1毫米,能够直接附着在皮肤上,或集成到衣物、眼镜等日常用品中,真正实现了“无感佩戴”。

更令人惊叹的是其超低功耗表现。在执行语音识别、动作分类等典型AI任务时,芯片功耗稳定在55.94微瓦左右,相当于一节纽扣电池可支持其连续工作数年。这一突破得益于三大核心技术:一是创新的亚阈值运算架构,让晶体管在极低电压下仍能稳定工作;二是事件驱动型计算模式,仅在检测到有效信号时才启动计算,大幅减少无效能耗;三是柔性存算一体设计,打破“冯·诺依曼瓶颈”,减少数据搬运损耗。
该芯片已在多个原型设备中完成验证。例如,集成于智能手环后,可连续监测心率、步态、睡眠质量并实时分析异常风险,却无需每日充电;贴附于喉部皮肤时,能通过微弱肌电信号识别“默读”动作,实现“无声语音”控制手机或辅助残障人士交流;甚至可嵌入智能鞋垫,实时分析步态特征,为老年人跌倒预警提供数据支持。

科研团队表示,该芯片的柔性与低功耗特性,使其特别适合长期、连续的健康监测场景,有望成为“人体局域网”的核心计算节点。未来,随着大规模制造工艺成熟,成本将进一步降低,推动AI从“云端智能”向“体域智能”演进。