《電子技術(shù)應(yīng)用》
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人造神經(jīng)系統(tǒng)為假肢與機器人提供皮膚觸感

2018-06-05

  美國斯坦福大學(xué)和韓國首爾國立大學(xué)研究人員開發(fā)了一種人造感覺神經(jīng)系統(tǒng),,可以激活蟑螂的抽搐反射,,還能識別盲文字母,。相關(guān)文章發(fā)表在近日的《科學(xué)》雜志上,,這項為假肢創(chuàng)造人造皮膚的工作,,是恢復(fù)截肢者感覺的第一步,,也許有一天可以為機器人提供一些反射能力,。

  該成果模仿了皮膚如何伸展,、修復(fù)自身的過程,,它像智能感官網(wǎng)絡(luò)一樣,不僅知道如何將愉快的感覺傳遞給大腦,還知道什么時候命令肌肉做出反射性的及時決定,。斯坦福大學(xué)化學(xué)工程教授,、論文資深作者之一鮑哲南說,皮膚是一個復(fù)雜的傳感,、信號和決策系統(tǒng),,人造感覺神經(jīng)系統(tǒng)是為各種應(yīng)用創(chuàng)造類似皮膚感覺神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵步驟。

  這篇論文描述的人造感覺神經(jīng)回路,,可以嵌入未來用于神經(jīng)假體裝置和軟體機器人的類皮膚覆蓋物中,。其集成了重要的三個組件——觸摸傳感器能夠檢測到很小的外部壓力;靈活的電子神經(jīng)元可以發(fā)射信號,;人造突觸晶體管能感覺信號刺激,。其中,生物突觸可以傳遞信號,,并可以存儲信息以做出簡單決定,,突觸晶體管在人造神經(jīng)電路中執(zhí)行這些功能。

  小組成員測試了系統(tǒng)產(chǎn)生反射和觸覺的能力,。在一次測試中,,他們將人造神經(jīng)連接到蟑螂腿上,并對觸摸傳感器施加微小的壓力增量,。電子神經(jīng)元將傳感器信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,,并通過突觸晶體管將其傳遞出去,讓蟑螂腿隨著觸摸傳感器上壓力增大或減小而或多或少地劇烈抽動,。在另一項測試中,,這種人造神經(jīng)還能夠區(qū)分盲文字母。


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