人造感覺神經(jīng)系統(tǒng)淺析

美國斯坦福大學(xué)和韓國首爾國立大學(xué)研究人員開發(fā)了一種人造感覺神經(jīng)系統(tǒng)，可以激活蟑螂的抽搐反射，還能識別盲文字母。這項(xiàng)為假肢創(chuàng)造人造皮膚的工作，是恢復(fù)截肢者感覺的第一步，也許有一天可以為機(jī)器人提供一些反射能力。

該成果模仿了皮膚如何伸展、修復(fù)自身的過程，它像智能感官網(wǎng)絡(luò)一樣，不僅知道如何將愉快的感覺傳遞給大腦，還知道什么時候命令肌肉做出反射性的及時決定。斯坦福大學(xué)化學(xué)工程教授、論文資深作者之一鮑哲南說，皮膚是一個復(fù)雜的傳感、信號和決策系統(tǒng)，人造感覺神經(jīng)系統(tǒng)是為各種應(yīng)用創(chuàng)造類似皮膚感覺神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵步驟。

這篇論文描述的人造感覺神經(jīng)回路，可以嵌入未來用于神經(jīng)假體裝置和軟體機(jī)器人的類皮膚覆蓋物中。其集成了重要的三個組件——觸摸傳感器能夠檢測到很小的外部壓力；靈活的電子神經(jīng)元可以發(fā)射信號；人造突觸晶體管能感覺信號刺激。其中，生物突觸可以傳遞信號，并可以存儲信息以做出簡單決定，突觸晶體管在人造神經(jīng)電路中執(zhí)行這些功能。

小組成員測試了系統(tǒng)產(chǎn)生反射和觸覺的能力。在一次測試中，他們將人造神經(jīng)連接到蟑螂腿上，并對觸摸傳感器施加微小的壓力增量。電子神經(jīng)元將傳感器信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并通過突觸晶體管將其傳遞出去，讓蟑螂腿隨著觸摸傳感器上壓力增大或減小而或多或少地劇烈抽動。在另一項(xiàng)測試中，這種人造神經(jīng)還能夠區(qū)分盲文字母。