微信机器人穿上神经外衣开启真实触感的新篇章
近日,一项突破性的研究在《科学》期刊上发表,展示了一个全新的柔性人造感觉神经系统。这个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。这一技术的出现可能会让机器人变得更加“温情脉脉”,能够像人类一样解锁更多的“感觉”。
这项研究是斯坦福大学鲍哲南教授、首尔大学李泰宇(音译)教授以及南开大学徐文涛教授团队共同完成的。他们利用柔性有机材料模拟了SA-I触觉神经,并成功实现了对触觉的模拟。
与传统硅基突触不同,这种新型的人造突触晶体管具有结构简单、功能调控灵活性以及柔韧性等优势。在功能上,人造突触晶体管可以很容易地通过材料选择以及内部微结构控制调节其性能,灵活多变。这使得这种人造神经更加适合于舒适性假肢感觉重现和可穿戴电子应用。
此前,合作团队中的美方研究人员已经成功制造了一款能响应压力变化并向神经细胞发送信号的人工皮肤。而现在,他们又进一步提升了这一技术,使之能够感受方向、传递信息并识别盲文。这些进展为将来开发更接近生物体的觅食能力提供了可能性。
实验结果显示,这种人造神经不仅可以模拟人类皮肤的觅食功能,还能与生物体内激素信号非常好地兼容。这意味着未来,可以集成更多人的想象系统,以接收各种不同的感觉信息,为假肢穿戴者提供更多帮助,让他们更好地控制假肢;也有望构建灵活的人工脑—身体接口,如用于制造生物敏感软机器人的设备,它们可以从环境中获取信息,并以仿生方式处理,从而在极端复杂环境下替代人类或动物。
虽然目前这种人造感觉还不能感知更加复杂机械信息及温度等,但这是科学家们正在追求的一步关键目标。未来的工作将继续深入探索如何扩展该技术,使之能够捕捉到更广泛范围内的物理刺激,以及增强其对温度等非机械刺激敏度的手段。此举不仅有助于提高智能装备如可穿戴设备和虚拟现实头盔等产品质量,更可能推动医学领域对于失去某些手脚能力者的治疗方案取得重大进展。