小米扫地机器人的触觉革命人造神经让清洁更贴近真实
在电影《机器管家》中，安德鲁这个高冷的机器人管家通过安装感觉模块，变得会吃醋、会喊疼，并拥有了人类的各种“感觉”。这种科幻场景正在逐步成为现实。
最近，一项由斯坦福大学鲍哲南教授、首尔大学李泰宇（音译）教授和南开大学徐文涛教授共同完成的人工智能研究成果，在《科学》期刊上发表。这项研究成功制造出了柔性的人造感觉神经，并且通过它模拟了对触觉的感受。这些全新的人造神经系统是如何制作的？它们未来将给我们带来哪些改变？
为了实现这一目标，科学家们需要克服许多挑战，其中最核心的问题之一就是设计一个能够与生物神经系统工作原理相似并且与生物神经信号兼容的人造系统，同时该系统还需具有很好的柔韧性。基于此设想，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。
这套人造神经系统由三大核心组件构成：触觉感受器、人造神經元和突觸晶体管。其中，触覺感受器由一組壓力傳感器組成，並連接到一個作為人工腦細胞的環形振荡器；一系列傳感器負責感知壓力信號並將其轉換為電壓變化；之後，環形振荡器會將電壓變化轉換為電脈衝；最後，突觸晶體管將電脈衝輸出，以形成完整反射弧。
這次製程中的進步不僅能夠讓機械系統像生物系統那樣去理解物理世界，它們還能夠識別盲文字符。在識別盲文字符的實驗中，用於對應六個壓力傳感子的像素大小不同盲文字符作用于該處，並通過對應環形振荡器進行信號轉換，再通過多個突觸晶體管獲得突觸後電流波型，以實現對盲文字符的識別。
此外，這些新型の人工電子设备也被用于與蟑螂腿上的運動單位結合，使得蟑螂腿可以使用电流变化进行弹跳反射运动。“实验结果表明，这种人工电子设备不仅可以模拟人类皮肤触摸功能，还能与生物体内神经信号非常好地兼容。”徐文涛回忆起当时的情景。”
值得注意的是，这个新型的人工电子设备采用了一种称为“超级可塑性的”技术，可以根据所需的情况灵活调整性能，从而使它适用于舒适假肢以及穿戴式电子产品。此外，这类技术还有潜力用在制造仿生软机械品这样的应用中，它们可以从环境获取信息并以一种动物或人类一样移动方式行动，从而在极端复杂环境下替代传统机械制品。
尽管目前这些装置不能完全捕捉复杂机械信息或者温度等其他类型数据，但这正是他们未来的工作重点和方向。
