研究人員為機器人創造“神經”人造皮膚
神經系統在跟踪感覺信息方面做得非常出色,它使用的信號可以讓許多計算機科學家發瘋:嘈雜的尖峰活動流可能會傳輸到數百個額外的神經元,在那裡它們與來自其他神經元的類似尖峰序列相結合。
現在,研究人員已經使用尖峰電路來構建人造機器人皮膚,採用了來自我們感覺神經元的信號如何傳輸和集成的一些原理。雖然該系統依賴於一些非神經功能,但它的優點是我們擁有可以使用尖峰信號運行神經網絡的芯片,這將使該系統能夠與一些節能硬件無縫集成,以運行基於人工智能的控制軟件。
通過指甲定位
我們皮膚的神經系統非常複雜。它包含針對不同感覺的專用傳感器:熱、冷、壓力、疼痛等。在身體的大多數區域,這些物質進入脊柱,在那裡進行一些初級處理,從而可以在不涉及大腦的情況下刺激反射。但這些信號會通過專門的神經元到達大腦,從而允許進一步處理和(可能)有意識的意識。
這項最新研究背後的中國研究人員決定採用類似的人造皮膚來覆蓋機器人手。他們將感知僅限於壓力,但做了神經系統所做的其他事情,包括了解輸入和傷害的位置,以及使用多層處理。
這一切都是從製造一個帶有內置壓力傳感器的柔性聚合物外殼開始的,這些傳感器通過導電聚合物與系統的其餘部分相連。系統的下一層將壓力傳感器的輸入轉換為一系列活動脈衝——短電流脈衝。
這些尖峰序列可以通過三種方式傳輸信息:通過單個脈衝的形狀、通過其大小、通過尖峰的長度以及通過尖峰的頻率。高頻是生物系統中最常用的信息傳輸方式,研究人員利用它來傳達傳感器所承受的壓力。其餘形式的信息用於創建類似條形碼的內容,幫助識別讀數來自哪個傳感器。