新松机器人引入人造神经开启真实触觉之门
。科学家们的努力使得电影中的科幻场景变得现实。他们成功制造了柔性人造感觉神经,并用它模拟了触觉。这一全新的人造神经系统是由三大核心组件构成:触觉感受器、人造神经元和突触晶体管。
这项研究向类人假肢、人造皮肤等器官仿生制造迈出坚实一步,未来,机器人将变得“温情脉脉”,像真人一样能解锁更多的“感觉”。人类一直在为实现将感官“复制”到机器人的梦想而不停追逐,但迄今为止,机器仍然缺乏一些极其关键的能力,其中就包括人类精密而完善的触觉。
为了克服这一难题,中美韩联合研究团队利用柔性有机材料模拟了SA-I触觉神经。这次制造的人造神经系统借鉴了生物的传入神经系统,由三大核心组件构成:触觉感受器、人造神经元和突击晶体管。其中,触觉感受器由一组压力传感器组成,与一个作为人工脑细胞的环形振荡器相连;一系列传感者负责感知压力信号,并产生相应电压变化;之后,该振荡者会将电压变化转换成电脉冲;最后,一系列突击晶体管输出这些电脉冲,从而形成完整反射弧。
早已证明,这种技术可以识别盲文字符。在实验中,用一定像素大小盲文字符作用于6个对应的压力传感子,并通过对应环形振荡子实现信号转换,最终通过多个突击晶体管获得接近生物体后端电子流波形,以此识别盲文字符。
更令人激动的是,他们还将这种感觉部件与蟑螂腿运动部件连接,使其能够模仿生物—电子混合反射弧。当改变电流时,可以控制蟑螂腿进行弹跳反射运动。实验结果表明,这种感觉部件不仅可以模拟人类皮肤所具有功能,还能与生物体内信号很好地兼容。
值得提及的是,这里使用的人工突击晶体并非硅基型,而是结构简单、灵活调控性能以及柔韧性的优势。此外,它们适合舒适性假肢和可穿戴设备应用。而且,它们也可以集成为更多不同的感觉信息接收,让假肢用户更好地控制它们,以及创作灵活的人工智能,如用于制作敏捷软机械,它能够从环境中获取信息以仿生方式处理,然后移动如同动物或人类一样,在复杂环境下取代普通机械设备。