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机器人 柔性人造触觉神经研发成功 预示着 机器人将可在极端工作环境中替代人

浏览:14 作者: 来源: 时间:2019-02-28 分类:新闻

随着技术的进步,仿人机 器人原有的缺点可能变成极大的优势。人类也是如此,正是依 靠这种相对不稳定的直立姿势在进化过程中取得了重大胜利。这一非 专业化特性为人类带来了几乎无限的多功能性并使人类最终获得了巨大的成功。世界上 首条柔性人造触觉神经的问世,让这一 设想距离现实更近了一步。近日,美国斯 坦福大学鲍哲楠、韩国首尔大学李泰宇、南开大 学徐文涛团队联合在《科学》杂志上发表论文,报道了 一种基于柔性有机电子器件的高灵敏度仿生触觉神经系统。这种人 工神经触觉系统具有良好的生物兼容性、柔性和高灵敏度,在机器人手术、义肢感 触等领域具有应用前景。。



南开大 学电子信息与光学工程学院徐文涛教授说,这项研 究要解决的核心问题和关键点在于,设计并 实现与生物神经系统工作原理相似,并能与 生物神经信号兼容的人造系统,同时使 这套系统具有很好的柔韧性。基于上述设想,中美韩 联合研究团队利用柔性有机材料模拟了一种人体触觉神经。这种人造感知神经由3个核心部件组成:电阻式压力传感器、有机环形振荡器、突触晶体管。该系统 首先利用一系列感受器感知极为细微的压力,并产生 相应的电压变化,随后通过环形振荡器(人工神经纤维)将电压 变化转变为电脉冲信号。多个环 形振荡器得到的电信号被突触晶体管集成转变为突触电流,进而传 递到下一级神经。


“从功能上讲,这种人 造神经能很好地模拟人类皮肤的触觉功能,并能与 生物体神经信号兼容。我们初 步证实了这种兼容性。”徐文涛说,这项工 作开创性地制造出柔性人造感知神经,并实现 人造神经与动物神经形成的杂化反射弧。


“由于这 种感知神经与生物体神经的兼容性,它可应 用于假肢中与人体神经系统相兼容的感知的实现,而且对 神经系统疾病的治疗具有潜在意义。同时,这种人 造神经如果应用于软体机器人,可使其 实现类似人类的感知,并在极 端工作环境中替代人。”徐文涛说。


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