微小电极凸起为提升存储稳定性提供线索
KAIST研究人员重建了仅10纳米厚的二氧化钛层内部电流通路，发现铂电极上的微小凸起有助于引导这些通路的连接位置。研究团队每次去除约0.1纳米的材料，并结合100张电流图，揭示出一种未来存储芯片候选技术内部隐藏的结构。
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这项研究成果是韩国多所科学类大学于11月12日公布的一系列进展之一。光州科学技术院（GIST）报告了有关生成视觉效果和再现触觉的研究获奖情况，并与联合国粮食及农业组织（FAO）举办了关于农业数字模型的研讨会。浦项科技大学（POSTECH）宣布开设一项研究生项目，将人工智能与人类认知、伦理和公共政策相结合。
这些进展分别针对不同的实际问题：让电子存储器运行得更加稳定，为人们提供更直接的数字内容创作与体验方式，用真实条件检验农业技术，以及培养能够将人工智能工程与其社会影响联系起来的研究人员。
在KAIST，材料科学与工程学教授洪胜范和朴相姬带领合作团队。研究的核心发现是，在不同位置形成的五条电流通路中，通路的末端往往落在下方电极的小凸起上，而不是平坦区域。
存储芯片为何需要可预测的电流通路
电阻式随机存取存储器（RRAM）通过改变电流通过薄层材料的难易程度来存储信息。一条狭窄的导电通路称为导电细丝，它可以让电流通过。断开或削弱这条连接，就会形成电阻较高的状态。这两种状态可以分别表示数字值0和1。
RRAM在断电后仍能保留信息。其结构简单、切换速度快，因此也成为存储设备研究和受脑神经细胞网络启发的计算硬件研究领域颇具吸引力的技术。
如果导电细丝每次形成的位置和形状都不同，就会带来实际难题。细丝的位置和形状会影响写入或擦除信息所需的电压，因此材料内部的差异可能使设备难以稳定运行。KAIST的实验考察了材料下方的表面如何影响导电通路的形成。
逐层成像，构建三维图像
KAIST团队研究了位于铂电极上的二氧化钛。1纳米是十亿分之一米，因此整个10纳米厚的材料层远小于普通显微镜能够观察的尺度。
研究人员使用导电原子力显微镜。这种仪器配有精细探针，可以探测表面并测量电流。研究人员用一根坚硬的单晶金刚石探针，在更大压力下去除材料；随后以较低压力扫描，测量新露出的深度处电流流经的位置。
重复这一过程100次后，研究人员获得了100张图。每次去除的厚度约为材料原始厚度的百分之一：在10纳米厚的材料中去除0.1纳米。将这些图叠加起来，就能重建导电细丝的体积，类似于把多个切片组合起来观察物体内部。在这项研究中，研究人员是在测量样品的同时，实际逐步磨去材料。
重建出的导电细丝呈漏斗状，在上方探针附近较宽，朝下方的铂电极逐渐变窄。在探针下方约0.8纳米处出现了一个被称为“颈部”的狭窄区域。这一细节为研究团队提供了另一个需要解释的特征，此外还有细丝的末端位置。
电极表面如何引导生长
五条独立形成的导电细丝都倾向于连接到铂表面的凸起处。电极在较大尺度上看似平滑，但其表面仍可能存在只有几纳米高的凸起和凹陷，而这些特征会影响其周围的局部电学条件。
研究人员将这一现象与电场集中联系起来。电场是推动电荷移动的力场；尖锐的结构可能使电场集中，有点像避雷针的尖端。研究团队使用有限差分法进行计算，结果支持了这一解释。该方法通过许多小点来估算电场。
模拟显示，上方探针和下方电极的凸起周围都存在较强电场。研究团队认为，这些电场集中区域会引导导电细丝生长，并影响其最终连接位置。
二氧化钛中可能存在氧空位，即缺少氧原子的位置。这些空位有助于形成导电通路。根据电流测量结果，研究人员推断，靠近下方电极处的氧空位聚集在导电细丝中心附近。他们还提出，氧空位形成与移动之间的差异可能解释顶部附近的狭窄颈部。
KAIST研究的下一步
KAIST材料科学与工程学教授、论文通讯作者洪胜范将导电细丝与电极之间的联系称为这项研究的核心贡献：
“这项研究不只是观察导电细丝的三维形状。其意义在于将细丝的形状和末端位置与电极的实际纳米结构联系起来。”洪胜范说。
下一步研究将检验：通过有意设计电极表面，能否让导电细丝在实际存储设备中按照预定位置形成。要确认实际收益，还需要测量存储寿命、写入速度和运行稳定性。研究团队计划考察不同的电极材料、表面形状、氧化物成分和运行条件。
KAIST硕博连读项目学生朴建宇是论文第一作者。论文题为《通过导电原子力显微镜断层成像对TiO2中的导电细丝进行三维可视化》，于8月11日在线发表于《纳米快报》（Nano Letters）。
该研究得到韩国科学技术信息通信部和韩国国家研究基金会核心研究项目的支持，也获得了与三星电子器件解决方案部门开展的战略研究合作支持。这项工作将电极表面几何结构列为研究人员尝试降低RRAM运行差异时可以考察的变量之一。
GIST将文字创意转化为可编辑视觉效果
由人工智能学院教授金承俊领导的GIST以人为本智能系统实验室，于11月2日至5日在底特律举行的2026年ACM UIST大会上发表了四篇论文。该大会聚焦于塑造人机交互方式的技术。
该实验室凭借SpeLL系统获得最佳论文奖。SpeLL能够根据用户的文字描述生成三维视觉效果草稿，之后还可以使用生成式人工智能对输出内容进行修改和编辑。
这份可编辑的草稿，是从描述创意到完善视觉效果之间的实用环节。整个过程不会止步于固定结果，而是为用户提供可供修改的素材。文字请求由此成为后续创意决策的起点。
SpeLL解决的计算体验问题与KAIST的存储器实验不同。KAIST研究人员研究的是材料内部影响电流的物理结构；GIST的系统则改变了人们向软件表达所需视觉效果的方式。
触觉成为数字交互的另一种渠道
GIST研究人员与麻省理工学院（MIT）合作完成的两篇论文，研究了用于虚拟现实和日常物品的触觉界面。触觉技术是指通过触摸进行交流，将身体感受作为人与计算机或数字环境交互的一部分。
GIST还凭借Surf-Roll技术获得参与者选择最佳海报奖。该技术旨在将表面湿滑或黏腻的感觉传递到指尖。这些特性描述的是触摸或在表面移动时的感受，而不只是表面看起来的样子。
这些项目将实验室的研究从视觉输出扩展到其他领域。SpeLL帮助用户通过语言塑造视觉效果，触觉研究则探讨界面如何通过身体传递信息。对于使用虚拟现实的人来说，触觉由此成为与图像并列的体验组成部分。
GIST与FAO探讨农业数字模型
11月11日，GIST与FAO、顺天国立大学共同举办了农业数字孪生设计专家研讨会。来自韩国及海外的20多名专家在GIST学院A楼会面，讨论人工智能、农业、食品供应链和国际合作。
数字孪生是通过数据与真实物体或过程相连接的计算机模型。在农业和食品供应链领域，其目标是尽可能准确地呈现实际情况，以便研究运营方式和可能的变化。
来自GIST和顺天国立大学的研究人员，以及韩国国内企业代表，介绍了研发工作和技术演示。随后，专题讨论会探讨了潜在应用、推广障碍和项目优先事项。
参与机构计划确定联合研究课题、选定优先测试领域，并逐步评估其在农业场景中的实际应用。眼下的重点是选择需要验证的内容和验证地点，从而为合作项目搭建起从技术演示到实地应用的具体步骤。
POSTECH将人工智能工程与人和政策相结合
POSTECH在其人文与社会科学学部下设立了“以人为本的人工智能与社会”研究生项目，简称HAIS。首批学生将于2027学年第一学期入学。
研究人工智能工程的教师将与哲学和伦理学、经济学与政策、社会与文化以及人类认知领域的同事共同参与。该项目将技术开发以及有关人类行为和制度的问题纳入同一教育体系。
项目设有“人类与认知”和“社会与治理”两个方向。四个专业模块涵盖媒体、文化与叙事；心智、大脑与认知；应用经济学与政策；以及人工智能伦理与制度框架。
该课程为研究人类思维方式，以及规则和公共决策如何影响人工智能应用提供了空间。这些主题与其他大学项目提出的实际选择直接相关：人们如何指挥创意软件、体验数字环境，以及决定应首先在哪些领域测试农业人工智能。
POSTECH计划于11月17日举办招生说明会，提供线上和线下参与方式。首届招生申请时间定于12月1日至11日。
从论文发表到首届学生入学的时间安排
这些公告涵盖已完成的研究、学术会议获奖、规划研讨会以及即将启动的招生流程。时间跨度从KAIST论文发表一直延伸到POSTECH首届学生于2027年入学。
- 8月11日：KAIST关于导电细丝成像的论文在线发表于《纳米快报》。
- 2026年11月2日至5日：ACM UIST大会在底特律举行，GIST展示了研究成果并获得两项奖项。
- 11月11日：GIST、FAO和顺天国立大学举办农业数字孪生研讨会。
- 11月12日：各大学公布研究进展和项目计划。
- 11月17日：POSTECH计划举办HAIS招生说明会。
- 12月1日至11日：POSTECH计划开放首届HAIS招生申请。
- 2027学年第一学期：新的研究生项目将迎来首批学生。
要点
- KAIST利用在不同深度拍摄的100张图，重建了10纳米厚存储材料中的电流通路。
- 五条导电细丝都倾向于连接到铂电极上的微小凸起，这一现象得到电场模拟结果的支持。
- 后续实验将测试不同的表面设计，并测量其对实际存储设备的影响。
- GIST凭借生成可编辑视觉效果的SpeLL和能将表面触感传递到指尖的Surf-Roll获得奖项。
- GIST、FAO和顺天国立大学正在确定农业数字孪生的研究和测试优先事项。
- POSTECH的HAIS研究生项目将于2027年启动，申请时间定于12月1日至11日。
