格拉斯哥大學(xué):新型電子皮膚能感受“疼痛”

格拉斯哥大學(xué)的一組工程師發(fā)表論文稱，他們開發(fā)了一種能感受“疼痛”的電子皮膚，或可以幫助創(chuàng)造出具有人類敏感性的新一代智能機(jī)器人。該系統(tǒng)模仿大腦的神經(jīng)通路以進(jìn)行學(xué)習(xí)，使用智能皮膚的機(jī)械手表現(xiàn)出對(duì)外部刺激做出反應(yīng)的非凡能力。

幾十年來(lái)，科學(xué)家們一直致力于制造具有觸覺敏感性的人造皮膚。一種被廣泛探索的方法是在電子皮膚表面分布一系列接觸或壓力傳感器，以使其能夠檢測(cè)到它何時(shí)與物體接觸。

然而，傳感器通常會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可能需要一定時(shí)間才能得到正確處理和響應(yīng)。因此，會(huì)引起延遲，從而降低皮膚在現(xiàn)實(shí)世界任務(wù)中的潛在有效性。

為了構(gòu)建一種能夠進(jìn)行高效計(jì)算、類似突觸反應(yīng)的電子皮膚，研究人員將由 168 個(gè)由氧化鋅納米線制成的突觸晶體管組，直接打印到柔性塑料表面上。然后，他們將突觸晶體管與存在于全關(guān)節(jié)的人形機(jī)器人手掌上的皮膚傳感器連接起來(lái)。

當(dāng)傳感器被觸摸時(shí)，它會(huì)記錄其電阻的變化—微小的變化對(duì)應(yīng)于輕微的觸摸，而較重的觸摸會(huì)產(chǎn)生較大的電阻變化。該輸入旨在模仿感覺神經(jīng)元在人體中的工作方式。

該團(tuán)隊(duì)使用該電壓尖峰的不同輸出來(lái)教導(dǎo)皮膚對(duì)模擬疼痛做出反應(yīng)。通過(guò)設(shè)置一個(gè)輸入電壓閾值以引起反應(yīng)，該團(tuán)隊(duì)可以使機(jī)器人的手從手掌中心的尖銳刺拳中后退。換句話說(shuō)，它學(xué)會(huì)了能感受“疼痛”的能力，就跟人類一樣。

該研究論文題為“Printed synaptic transistor–based electronic skin for robots to feel and learn”，已發(fā)表在《科學(xué)機(jī)器人》上。

關(guān)鍵詞： 格拉斯哥大學(xué) 新型電子皮膚 電子皮膚 電子皮膚能感受疼痛