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机器人厂家代理仿生神经技术让机器人触感更真实

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,这些看似科幻的场景正一点一滴地走近现实。

近日,《科学》期刊发表了一项突破性研究: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联合团队成功研发出柔性的人造感觉神经,并通过它模拟了对触觉的感受。这一全新的人造神经系统是如何制造的?未来,它能为我们带来哪些改变?

为了实现将感官“复制”到机器人的梦想,人类一直在不懈追求。然而迄今为止,机器仍然缺乏一些关键能力,其中就包括精密而完善的触觉。要想让机器人也具有皮肤能力,最核心的问题和难点就在于设计并实现与生物神经系统工作原理相似的,还能够与生物神经信号兼容的人造系统,而且这套系统还得具有很好的柔韧性。基于上述设想,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。

该人造神经系统由三大核心组件构成:触觉感受器、人造神经元和突触晶体管。其中,触觉感受器由一组压力传感器组成,与一个作为人造神經元的环形振荡器连接;压力传感者负责感知压力信号,并产生电压变化;环形振荡将电压变化转换成电脉冲;最后,突穿晶体管输出这些电脉冲,从而形成完整反射弧。

早先三年前,该团队中的美方研究人员已经成功制造出了一款可响应压力的按摩手套。而这次,他们创作出了能够识别盲文字符的人工感觉设备。这意味着他们可以更好地帮助假肢接收更多类似于生物体内真正皮肤所传达出的信息。

更令人激动的是,他们将这个新的电子—生物混合反射弧用于蟑螂腿运动控制,使其能够根据电流波动进行弹跳反射运动。“实验结果显示,这种电子—生物混合反应弧不仅可以模拟人类皮肤之上的觅食功能,还能与动物身体内原本存在的信号非常好地兼容。”徐文涛回忆起当时的情景。

值得提及的是,在功能上,这个突变晶体结构比传统硅基突变更加灵活且坚韧。此外,它们可以通过选择不同材料以及微观结构调整来调节性能,从而提供极大的灵活性和适用范围。在未来,可以集成更多这样的电子—生命结合技术,以便假装失去部分或全部物理功能的手部或其他部位,为残疾者的生活质量带来显著提升。此外,由于这种软硬结合技术使物品具备了敏感到环境变化以进行行动等特征,对抗复杂环境可能成为一种有效途径,比如用于救援任务中找到困难区域中的幸存者,或是替代那些无法进入某些地区(例如深海)的探测工具等情况。在未来的发展中,我们期待这些革新性的发现能迅速推进到实际应用阶段,以提高人们生活水平,同时促进科技界向前发展。

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