人造神经为机器人设计提供了推动力

人造神经为机器人设计提供了推动力

美国和韩国的研究创造出可识别盲文的触摸敏感系统。

有一天,机器人将能够通过他们的皮肤感受到。触摸敏感的人造神经使这一天更加接近。

在生物系统和机器之间弥合的差距已经接近了一步,科学杂志上的一篇报道详细介绍了一种触敏人造神经。该设备能够识别盲文字符,甚至与蟑螂腿接口,因此可以广泛应用于机器人和假肢。

由美国斯坦福大学和韩国首尔国立大学的科学家开发的人造神经汇集了三种成分,模仿感觉神经细胞的作用。

基于有机聚合物的压力传感器将信息提供给作为电子神经元的灵活环形振荡器。然后将生成的信号馈送到人造突触晶体管,该晶体管集成来自多个压力传感器的输出,模拟生物神经细胞之间的突触。这个突触晶体管然后可以将输出馈送到计算机,或者可以直接连接到生物神经细胞。

由合作者斯坦福大学化学工程教授Zhenan Bao报道的基于聚合物的压力传感器可以检测出重量仅为0.8毫克的单个花瓣。这意味着这些细胞所包埋的人造皮肤甚至比人体皮肤更敏感。

人造神经为机器人设计提供了推动力

“我们觉得自己的皮肤是很自然的存在,其实它是一个复杂的传感,信号和决策系统,”鲍说。

“我们制造的这种人造感觉神经系统是为各种各样的应用创造类似皮肤的感觉神经网络的一个步骤。”

虽然创造人造皮肤的目标还很遥远,但该团队能够在感应和反射式应用中展示其人造神经。

六个压力传感器能够区分被压在它们上的不同盲文字母。当来自传感器的信号通过突触状晶体管集成时,与未集成信号时相比,字符变得更容易区分。

这模仿了由人类神经细胞执行的触觉信息处理的作用,其中来自多个信号的输入在被递送到大脑之前被整合并部分处理。

首尔大学的Tae-Woo Lee表示:“生物突触可以传递信号,并存储信息以作出简单的决定。

“突触晶体管在人造神经电路中执行这些功能。”

在另一个实验中,人造神经细胞直接连接到蟑螂腿的神经。随着对传感器施加越来越大的压力,腿部表现出增加的颤搐反应。

作者们将这种反应与人类的膝跳反应相比。

反射反应允许生物系统直接对刺激作出反应,而不必等待大脑处理信号。人造系统中类似的响应可能会导致机器人和假肢的快速响应时间,并可能通过避免复杂的信息处理来帮助降低功耗。




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