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音频科普：让机器人拥有人类的感觉
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音频科普：让机器人拥有人类的感觉
各位朋友大家好，欢迎收听《科学播报》。一直以来，科学家一直努力让机器拥有我们人类的感觉，比如触觉。然而，触觉感官的模拟十分复杂，需要上千种感受器来感受不同类型的压力，还要感受温度和位置的变化等等。同时，这些复杂的信号还要经神经网络传输到大脑。近来这项研究终于有了突破性的进展，今天我们就来讲讲，科学家研发出了一种人造感觉神经。这项研究由斯坦福大学鲍哲南的团队主导，结果发表在了《科学》杂志上。
我们先来说说，生物传入神经系统的一系列反应机制：首先，压力要作用到生物体的感受器，这会引起感受电位的改变，而这种改变会触发神经元动作电位的产生。然后多个动作电位通过神经元之间形成的突触汇合，最终实现信息处理。
人造感觉神经模拟这种作用机理，同样由触觉感受器、人造神经元和突触晶体管构成。
其中，触觉感受器由一组压力传感器组成，负责感知压力信号，由此产生相应的电压变化；与之相连的环形振荡器相当于人造神经元，会将电压变化转变成电脉冲；最后，突触晶体管将电脉冲输出，形成完整的反射弧。
为了检测该人造神经是否与生物体相容，研究人员将人造感觉神经与蟑螂腿的生物运动神经相连，组合成生物-电子混合反射弧，来验证是否可以实现蟑螂腿的弹跳反射运动。当人造感觉神经接收到压力的输入时，经特定放大器处理后信号会引起蟑螂腿部胫骨伸肌的兴奋，实现了蟑螂腿的弹跳反射。
尽管从功耗的角度上来说，这种人造感觉神经仍然有非常大的提升空间。但是这种人造感觉神经具有良好的生物兼容性、柔性和高灵敏度，可以探测不同方向的运动，甚至还能识别盲文。我们不难想象，这种人造触觉神经在机器人手术、义肢感触等领域都将有很好的应用前景，这对“机器触觉”的实现也将是一项重大的进展。
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我们先来说说，生物传入神经系统的一系列反应机制：首先，压力要作用到生物体的感受器，这会引起感受电位的改变，而这种改变会触发神经元动作电位的产生。然后多个动作电位通过神经元之间形成的突触汇合，最终实现信息处理。
人造感觉神经模拟这种作用机理，同样由触觉感受器、人造神经元和突触晶体管构成。
其中，触觉感受器由一组压力传感器组成，负责感知压力信号，由此产生相应的电压变化；与之相连的环形振荡器相当于人造神经元，会将电压变化转变成电脉冲；最后，突触晶体管将电脉冲输出，形成完整的反射弧。
为了检测该人造神经是否与生物体相容，研究人员将人造感觉神经与蟑螂腿的生物运动神经相连，组合成生物-电子混合反射弧，来验证是否可以实现蟑螂腿的弹跳反射运动。当人造感觉神经接收到压力的输入时，经特定放大器处理后信号会引起蟑螂腿部胫骨伸肌的兴奋，实现了蟑螂腿的弹跳反射。
尽管从功耗的角度上来说，这种人造感觉神经仍然有非常大的提升空间。但是这种人造感觉神经具有良好的生物兼容性、柔性和高灵敏度，可以探测不同方向的运动，甚至还能识别盲文。我们不难想象，这种人造触觉神经在机器人手术、义肢感触等领域都将有很好的应用前景，这对“机器触觉”的实现也将是一项重大的进展。
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听说，打赏我的人最后都找到了真爱。
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