發(fā)布日期：2018-06-13

如果能讓機(jī)器人擁有觸覺，可以感知溫度、壓力，甚至具有神經(jīng)活動(dòng)，那么它們將“解鎖”更多新技能。日前，世界上首條柔性人造觸覺神經(jīng)的問世，讓這一設(shè)想距離現(xiàn)實(shí)更近了一步。近日，美國斯坦福大學(xué)鮑哲楠、韓國首爾大學(xué)李泰宇、南開大學(xué)徐文濤團(tuán)隊(duì)聯(lián)合在《科學(xué)》雜志上發(fā)表論文，報(bào)道了一種基于柔性有機(jī)電子器件的高靈敏度仿生觸覺神經(jīng)系統(tǒng)。這種人工神經(jīng)觸覺系統(tǒng)具有良好的生物兼容性、柔性和高靈敏度，在機(jī)器人手術(shù)、義肢感觸等領(lǐng)域具有應(yīng)用前景。

　　南開大學(xué)電子信息與光學(xué)工程學(xué)院徐文濤教授說，這項(xiàng)研究要解決的核心問題和關(guān)鍵點(diǎn)在于，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)與生物神經(jīng)系統(tǒng)工作原理相似，并能與生物神經(jīng)信號(hào)兼容的人造系統(tǒng)，同時(shí)使這套系統(tǒng)具有很好的柔韌性。基于上述設(shè)想，中美韓聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)利用柔性有機(jī)材料模擬了一種人體觸覺神經(jīng)。這種人造感知神經(jīng)由 3 個(gè)核心部件組成：電阻式壓力傳感器、有機(jī)環(huán)形振蕩器、突觸晶體管。該系統(tǒng)首先利用一系列感受器感知極為細(xì)微的壓力，并產(chǎn)生相應(yīng)的電壓變化，隨后通過環(huán)形振蕩器（人工神經(jīng)纖維）將電壓變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖信號(hào)。多個(gè)環(huán)形振蕩器得到的電信號(hào)被突觸晶體管集成轉(zhuǎn)變?yōu)橥挥|電流，進(jìn)而傳遞到下一級(jí)神經(jīng)。

　　“從功能上講，這種人造神經(jīng)能很好地模擬人類皮膚的觸覺功能，并能與生物體神經(jīng)信號(hào)兼容。我們初步證實(shí)了這種兼容性。”徐文濤說，這項(xiàng)工作開創(chuàng)性地制造出柔性人造感知神經(jīng)，并實(shí)現(xiàn)人造神經(jīng)與動(dòng)物神經(jīng)形成的雜化反射弧。

　　“由于這種感知神經(jīng)與生物體神經(jīng)的兼容性，它可應(yīng)用于假肢中與人體神經(jīng)系統(tǒng)相兼容的感知的實(shí)現(xiàn)，而且對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療具有潛在意義。同時(shí)，這種人造神經(jīng)如果應(yīng)用于軟體機(jī)器人，可使其實(shí)現(xiàn)類似人類的感知，并在極端工作環(huán)境中替代人。”徐文濤說。

來源：健康報(bào)