人造皮肤有了“感觉”,人造神经系统了解一下

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腾讯数码
2018年06月26日 19:06

  设想一下,有一天你的家庭机器人不小心被重物砸了一下脚,然后跟真人一样可怜巴巴地对着你撒娇喊痛,你可能还会耐心地安慰它……放心,不是闹鬼了,而是你的机器人有“感觉”了。

  近日,顶尖学术期刊《科学》上刊登了一项来自鲍哲南教授团队的突破性研究。在这项研究中,科学家们开发出了一款全新的人造神经系统,并成功用它实现了对触觉的模拟,这项研究为假肢制造、人造皮肤迈出了第一步,或许有一天会给机器人某种反射能力。

  在未来,机器人不仅会有人的外形,其皮肤也不再是钢铁和橡胶,而是如同真正的人的皮肤一样,有触觉、温觉、痛觉等。面对如此“有血有肉”的机器人,你还能只把其作为一个机器来看待吗?而除了将这项研究应用在机器人身上,我们还能利用人造神经系统做些什么呢?

  从令人悚然的“人皮面具”到用化合物做的面膜面具,人们在人造皮肤上一直下了不少的功夫。比如,麻省理工曾利用具有良好弹性、透气性、附着性和抗拉强度的聚硅氧烷合成了一种透明聚合物薄膜,用来保护皮肤并减少皮肤水分的流失。

  对于人造皮肤未来的研发方向,EPISKIN体外重建皮肤中心还将致力于探索研发更加复杂精细的重建皮肤及皮肤附属器模型,例如含有毛囊、汗腺等更接近于真实皮肤状况的皮肤模型。

  以上种种研究,可以说是将“人造皮肤”打造得非常纤薄自然了。然而,皮肤不仅仅是为了覆盖我们的肌肉而存在,它也是一种非常有用的传感材料。在很多人看来,手感觉到温度是理所当然的,却不会有人去思考从皮肤到大脑的信号传递过程。

  其实,在日常生活中,我们不仅可以依靠视觉来确认我们已经成功地抓住了物体,还可以通过皮肤的感知来确认。这种“感知”也是所有人希望“人造皮肤”能够必备的一种能力,从而使它们在许多不同的部位或者器官中变得更加有用、更加真实。

  斯坦福大学鲍哲南教授领导的团队一直想要打造有触觉的人造皮肤,而这种“人造皮肤”本质上其实是一种独特的电子元件,它利用敏感的电子材料制成,可以被拉伸,能够感受到微小的压力带来的电流变化。

  如果人造皮肤能够成功地搭载人造神经系统,对于爱美的人们来说未尝不是一种福音。毕竟,人造皮肤不仅永远年轻鲜嫩,还带有自动感知系统,覆盖成功后,简直一劳永逸。

  也就是说,人工神经系统可以让载体产生反射性运动。拿惊跳反射(Startle reflex)亦称莫罗氏反射(moro reflex)来举例,这是动物被突发性的强感觉刺激诱发的一种防御性反射,表现为面部及躯体肌肉的快速收缩,之后往往还伴随着当下行为的中止以及心率的增加。

  参照这个反射,如果肌肉内植入这个系统,就有可能使得肌肉变得更加敏感,想一想,如果有人给你在体外的触觉传感器不断地施加了压力,你可能会控制不住自己的某块肌肉,而如果这块肌肉位于你的脸上,你的表情大概不会很好看……

  当然了,应该不会有人这么恶趣味想要“欣赏”你抽搐的表情,但人们能够远程控制载体的触觉,这感觉恐怕不太美妙。

  面对这样的问题,将体外的触觉传感器移植到体内,连接人造神经系统与大脑恐怕是最好的办法,但这个办法还面临着很大的技术难度。而一旦这个技术实现了突破,相信柔性电路将有无穷的潜力。

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