人造神经系统为假肢和机器人提供触感

2018-06-04 09:04

美国斯坦福大学和韩国首尔国立大学研究人员开发了一种人造感觉神经系统，可以激活蟑螂的抽搐反射，还能识别盲文字母。相关文章发表在近日的《科学》杂志上，这项为假肢创造人造皮肤的工作，是恢复截肢者感觉的第一步，也许有一天可以为机器人提供一些反射能力。

该成果模仿了皮肤如何伸展、修复自身的过程，它像智能感官网络一样，不仅知道如何将愉快的感觉传递给大脑，还知道什么时候命令肌肉做出反射性的及时决定。斯坦福大学化学工程教授、论文资深作者之一鲍哲南说，皮肤是一个复杂的传感、信号和决策系统，人造感觉神经系统是为各种应用创造类似皮肤感觉神经网络的关键步骤。

这篇论文描述的人造感觉神经回路，可以嵌入未来用于神经假体装置和软体机器人的类皮肤覆盖物中。其集成了重要的三个组件——触摸传感器能够检测到很小的外部压力；灵活的电子神经元可以发射信号；人造突触晶体管能感觉信号刺激。其中，生物突触可以传递信号，并可以存储信息以做出简单决定，突触晶体管在人造神经电路中执行这些功能。

小组成员测试了系统产生反射和触觉的能力。在一次测试中，他们将人造神经连接到蟑螂腿上，并对触摸传感器施加微小的压力增量。电子神经元将传感器信号转换为数字信号，并通过突触晶体管将其传递出去，让蟑螂腿随着触摸传感器上压力增大或减小而或多或少地剧烈抽动。在另一项测试中，这种人造神经还能够区分盲文字母。