發(fā)布日期：2018-06-08

記者7日從南開大學獲悉，該校電子信息與光學工程學院徐文濤團隊與美韓兩國科學家合作，研發(fā)出了世界上首條柔性人造觸覺神經(jīng)，讓更智能的人造皮膚離現(xiàn)實又近了一步。這一研究成果在最新一期國際刊物《科學》上全文發(fā)表。

人類皮膚是極為復雜的系統(tǒng)，其中有成千上萬個感受器用于感知壓力、溫度、位置等信息。這些信息被轉(zhuǎn)化成神經(jīng)信號，在外圍神經(jīng)和中樞神經(jīng)中逐級傳送。如果能讓機器人擁有類似皮膚的觸覺，可以感知溫度、壓力，甚至具有神經(jīng)活動，那么它們將“解鎖”更多新技能。中美韓三國科學家實驗中利用柔性有機材料成功地模擬制造出來類似人體SA-I觸覺神經(jīng)，這種人造感知神經(jīng)由3個核心部件組成：電阻式壓力傳感器、有機環(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微的壓力，并產(chǎn)生相應的電壓變化，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。多個環(huán)形振蕩器得到的電信號被突觸晶體管集成轉(zhuǎn)變?yōu)橥挥|電流，進而傳遞到下一級神經(jīng)。

據(jù)介紹，這種人造神經(jīng)能夠很好地模擬人類皮膚觸覺功能，能夠與生物體神經(jīng)信號兼容，開創(chuàng)性地制造出了柔性人造感知神經(jīng)，并實現(xiàn)了人造神經(jīng)與動物神經(jīng)形成的雜化反射弧。研究人員已成功利用其與蟑螂腿實現(xiàn)的連接以及運動控制，初步證實了這種兼容性。

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，它可應用于假肢中與人體神經(jīng)系統(tǒng)相兼容的感知的實現(xiàn)，柔性輕質(zhì)的結(jié)構將使相關產(chǎn)品具有很好的舒適性，對神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療具有潛在意義。同時，這種人造神經(jīng)可應用于軟體機器人，使其實現(xiàn)類似人類感知，并在極端環(huán)境中替代人工作。

來源：科技日報