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人工神经技术让机器人“触感”升级:从科幻梦想到现实应用
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,变得能吃醋、喊疼,拥有了人类的各种“感觉”。这部影片中的科幻情节正在逐步变成现实。最近,一项研究成果显示出了一条全新的柔性人造感觉神经,并成功模拟了对触觉的感受。
这项研究由斯坦福大学鲍哲南教授、首尔大学李泰宇教授和南开大学徐文涛教授共同完成,他们发表在《科学》杂志上。这一突破性的发现可能会彻底改变我们对机器人的认识,使其能够像真人一样体验更多的“感觉”。
为了实现这一目标,科学家们必须解决几个关键问题。其中一个是如何设计一种与生物神经系统工作原理相似的,但又能与生物神经信号兼容的人造系统。这种系统还需要具有很好的柔韧性,以便它可以适应各种形状和大小。
研究人员利用柔性有机材料来模拟SA-I触觉神经,这种新型的人造神经由三个核心组件构成:触觉感受器、人造神经元和突触晶体管。当压力传感器检测到压力时,它们将信号发送给环形振荡器,该振荡器将这些信号转换为电脉冲,然后突触晶体管输出这些电脉冲,从而形成完整的反射弧。
此外,这些突破性的创新也使得他们能够识别盲文字符。在实验中,他们使用一定像素密度的盲文字符作用于六个压力传感器,并利用对应环形振荡器转换信号,最终通过多个突触晶体管获得波形,以识别盲文字符。
最令人印象深刻的是,他们将这种人造感觉神经与蟑螂腿运动控制系统结合起来,这意味着它们不仅可以模拟人类皮肤的触觉功能,还能与生物体内自然发生反应良好。这一发现代表着未来可穿戴设备和假肢穿戴者的巨大进步,因为它们能够更接近地复制人类皮肤上的感觉。
然而,目前的人造感觉还不能完全捕捉机械信息或温度等复杂刺激。但是,这正是他们下一步计划要探索的问题。随着技术不断进步,我们可能会看到更加先进的人工智能助手,它们不仅能执行任务,而且还能像我们一样感知周围环境。