机器人女性助手穿戴新技术让她们感受更真实
电影《机器管家》里的机器人管家安德鲁在科学家的帮助下,安装了感觉模块,一改往日高冷做派,变得会吃醋,会喊疼,并有了人类的各种“感觉”……如今,这一科幻场景正一点一滴地走近现实。
近日,《科学》杂志刊登了一篇关于人造神经系统的研究,该系统由斯坦福大学鲍哲南教授、首尔大学李泰宇教授以及南开大学徐文涛教授共同完成。他们成功研发出一种柔性的人造感觉神经,并通过它实现了对触觉的模拟。这项全新的神经系统如何制造?未来又能给我们带来哪些改变?
为了解答这些问题,我们采访了参与此次研究的南开大学电子信息与光学工程学院教授徐文涛。他指出,这项研究对于类人假肢和人造皮肤等仿生制造具有重要意义,将使得机器人能够像人类一样体验更多“感觉”。
人类一直梦想着将感官功能复制到机器中,但迄今为止,仍然缺乏一些关键能力,如精细且完善的触觉。为了克服这一难题,科学家们利用柔性有机材料模拟生物SA-I类型的人工触觉神经。
这款新型的人工神经由三大核心组件构成:压力传感器、环形振荡电路和突触晶体管。其中,压力传感器负责感知外界信号,而环形振荡电路则将这些信号转换为电脉冲;最后,突触晶体管输出这些脉冲,从而形成完整反射弧。
早先,他们已经成功制造出了可以响应压力变化并向神经细胞发送信号的人工皮肤。而现在,他们还能让这种皮肤识别盲文字符——通过不同的像素大小产生不同接触压力的盲文字符,使得对应的6个压力传感器产生不同信号,然后通过多个突触晶体管获得波形,以实现盲文字符的识别。
令人兴奋的是,他们甚至将这种人的智能连接到蟑螂腿上,使其能够借助电流进行弹跳反射运动。“实验结果表明,这种人造神经不仅可以模拟人类皮肤的觅食功能,还能与生物体内发出的信号很好地兼容。”徐文涛回忆起当时的情景说。
值得注意的是,这款突破性的突破晶体结构简单、灵活调控性能,而且具有柔韧性。在未来,它可能被集成到舒适假肢中,为那些失去某些身体功能的人提供更多帮助;同时,也可用于开发敏感软机械产品,以替代在极端环境下的机械设备。
然而,即便如此,此类新技术还未能完全复刻更复杂的手部操作或温度变化等更加微妙的情绪和物理刺激。它们是未来的工作重点和挑战之一。