人造感觉神经诞生--中国数字科技馆
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人造感觉神经诞生

人造感觉神经诞生(科学播报) 0:00/0:00
曲目数: | 最新发布时间: 2018-08-22 浏览数:
简介: 各位朋友大家好,欢迎收听《科学播报》。一直以来,科学家一直努力让机器拥有我们人类的感觉,比如触觉。然而,触觉感官的模拟十分复杂,需要上千种感受器来感受不同类型的压力,还要感受温度和位置的变化等等。同时,这些复杂的信号还要经神经网络传输到大脑。近来这项研究终于有了突破性的进展,今天我们就来讲讲,科学家研发出了一种人造感觉神经。

这项研究由斯坦福大学鲍哲南的团队主导,结果发表在了《科学》杂志上。

我们先来说说,生物传入神经系统的一系列反应机制:首先,压力要作用到生物体的感受器,这会引起感受电位的改变,而这种改变会触发神经元动作电位的产生。然后多个动作电位通过神经元之间形成的突触汇合,最终实现信息处理。

人造感觉神经模拟这种作用机理,同样由触觉感受器、人造神经元和突触晶体管构成。

其中,触觉感受器由一组压力传感器组成,负责感知压力信号,由此产生相应的电压变化;与之相连的环形振荡器相当于人造神经元,会将电压变化转变成电脉冲;最后,突触晶体管将电脉冲输出,形成完整的反射弧。

为了检测该人造神经是否与生物体相容,研究人员将人造感觉神经与蟑螂腿的生物运动神经相连,组合成生物-电子混合反射弧,来验证是否可以实现蟑螂腿的弹跳反射运动。当人造感觉神经接收到压力的输入时,经特定放大器处理后信号会引起蟑螂腿部胫骨伸肌的兴奋,实现了蟑螂腿的弹跳反射

尽管从功耗的角度上来说,这种人造感觉神经仍然有非常大的提升空间。但是这种人造感觉神经具有良好的生物兼容性、柔性和高灵敏度,可以探测不同方向的运动,甚至还能识别盲文。我们不难想象,这种人造触觉神经在机器人手术、义肢感触等领域都将有很好的应用前景,这对“机器触觉”的实现也将是一项重大的进展。


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