可以和大脑交流的柔软电子皮肤

煤油灯科技2023-05-22 15:00

斯坦福大学的研究人员开发出数字皮肤,可以将热和压力等感觉转化为电信号,植入人脑的电极可以读取这些信号。

虽然这种功能早在几年前就已开发出来,但当时转换数字信号所需的组件既僵硬又笨重。

这种新的电子皮肤和皮肤一样柔软,转换元件无缝集成在厚度为几十纳米的表皮中。

这一发展有望在基于人工智能的假肢和大脑之间实现更自然的互动,这也是在构建能够“感受”人类感觉(例如疼痛、压力和温度)的机器人方面向前迈出的一步。例如,这将使与事故受害者一起工作的机器人更好地与舒适或痛苦的迹象联系起来。

“我们的梦想是制造一只完整的手,我们有多个传感器可以感应压力、应变、温度和振动,”参与该项目的斯坦福大学化学工程教授 Zhenan Bao 说。“然后我们将能够提供一种真实的感觉。”

研究人员说,人们放弃使用假肢的一个关键原因是缺乏感官反馈感觉不自然,让他们感到不舒服。

电子皮肤首先在大鼠的脑细胞中进行了测试。当皮层受到刺激时,动物会抽动腿。抽搐的程度对应于不同程度的压力。

“电子皮肤将消除活体和机器部件之间的界限,”研究人员说。

他们的报告《有机体与机器之间正在消失的边界》《The disappearing boundary between organism and machine》已发表在本周的 《科学》杂志上。

早期的挑战是创造一种可以在低电压下运行的柔性电子皮肤,早期的努力需要 30 伏特。通过创建可拉伸的场效应晶体管和固态突触晶体管,该团队能够降低所需的电压并获得更高的效率。

“这种新型电子皮肤的运行电压仅为 5 伏,可以检测到类似于真实皮肤的刺激,”从事该项目三年的论文作者 Weichen Wang 说。“它提供的电气性能——例如低电压驱动、低功耗和适度的电路集成——可与多晶硅晶体管相媲美。”

去年 3 月,爱丁堡大学的科学家宣布了一项相关进展。据该大学负责人 Yunjie Yang 说,他们创造了一种由嵌入电线和灵敏度检测器的薄硅胶层组成的电子皮肤,“使软体机器人能够非常快速地从各个方向感知几毫米外的事物”团队的研究。

一所大学的新闻稿称,这一发展“首次赋予机器人与人和动物相似的身体自我意识水平。”


参考链接:https://techxplore.com/news/2023-05-soft-e-skin-communicates-brain.html

 

---煤油灯科技victorlamp.com编译整理---

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