世界首條柔性人造觸覺神經誕生

科技日報天津6月7日電 （記者孫玉松 通訊員吳軍輝）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，研發出了世界上首條柔性人造觸覺神經，讓更智能的人造皮膚離現實又近了一步。這一研究成果在最新一期國際刊物《科學》上全文發表。

人類皮膚是極為複雜的系統，其中有成千上萬個感受器用於感知壓力、溫度、位置等信息。這些信息被轉化成神經信號，在外圍神經和中樞神經中逐級傳送。如果能讓機器人擁有類似皮膚的觸覺，可以感知溫度、壓力，甚至具有神經活動，那麼它們將「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製造出來類似人體SA-I觸覺神經，這種人造感知神經由3個核心部件組成：電阻式壓力感測器、有機環形振蕩器、突觸晶體管。該系統首先利用一系列感受器感知極為細微的壓力，併產生相應的電壓變化，隨後通過環形振蕩器（人工神經纖維）將電壓變化轉變為電脈衝信號。多個環形振蕩器得到的電信號被突觸晶體管集成轉變為突觸電流，進而傳遞到下一級神經。

據介紹，這種人造神經能夠很好地模擬人類皮膚觸覺功能，能夠與生物體神經信號兼容，開創性地製造出了柔性人造感知神經，並實現了人造神經與動物神經形成的雜化反射弧。研究人員已成功利用其與蟑螂腿實現的連接以及運動控制，初步證實了這種兼容性。

這種人工神經觸覺系統具有良好的生物兼容性、柔性和高靈敏度，它可應用於假肢中與人體神經系統相兼容的感知的實現，柔性輕質的結構將使相關產品具有很好的舒適性，對神經系統疾病治療具有潛在意義。同時，這種人造神經可應用於軟體機器人，使其實現類似人類感知，並在極端環境中替代人工作。

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