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发布日期：2024-07-10 作者：开博
触角是虫豸的首要感受器官，可以或许精准感知细小振动、磁场方位、重力标的目的或化学刺激，其感知活络度可与人类皮肤相媲美，乃至在一些非凡功能上跨越人类。但是，比拟在摹拟哺乳动物的感受器官，若何摹拟虫豸触角这一高活络、多功能的“探测器”，一向是仿生电子范畴亟待霸占的困难。
虫豸触角感受器官的布局与功能为新型仿生传感系统的开辟供给了设计蓝图。受此开导，南开年夜学传授徐文涛团队成功研制出一种神经形态人工触角系统，实现了近似蚂蚁触角传入神经的触觉感知和磁场感知功能。
近日，介绍该功效的论文登载在《天然—通信》。
a. 蚂蚁触角的触觉感知和磁场感知功能；b. 蚂蚁触角神开博体育经的形态布局和编码策略；c-d. 神经形态人工触角系统的硬件架构和信息流图。课题组供图
神经形态人工触角系统模拟了蚂蚁触角传入神经的形态布局、编码策略和感知功能。该系统采取具有三维柔性布局的电子触角传感器实现了对振动、形变和磁场的高活络检测，并操纵吸附二维纳米片的柔性人工突触器件实现了对传感信息的类神经处置。传感器阵列和突触器件阵列的毗连体例摹拟了生物感触感染器和感受神经元的架构，传感旌旗灯号的编码体例模拟了生物机械感触感染器的脉冲编码策略，终究在神经形态硬件中实现了传感旌旗灯号时空特点的辨认。
a. 蚂蚁触角进行触觉感知的示意图；b. 神经形态人工触角系统进行触觉辨认的示意图；c-e. 国际象棋轮廓辨认的成果；f-h. 概况图案辨认的成果；i-k. 材料纹理辨认的成果。课题组供图
尝试成果注解，该系统不但能高效力、低功耗地处置传感数据，还可高活络地感知压力、纹理和磁场。经由过程装载在移念头器人或交互式装备，该系统在轮廓辨认、纹理辨认、材质分类、磁场导航、非接触交互等多种使命中，均表示出接近或超出人类感知能力的机能。
该工作操纵神经形态硬件与仿生传感器摹拟了虫豸触角传入神经的感知道理和信息处置机制，代表了仿生感知范畴的里程碑，有望加强人类感知世界、与外界交互的能力，对进步前辈机械人、加强实际、智能交互、柔性电子等范畴的成长具有主要意义。
将来，该研究团队打算将软体履行器与神经形态人工触角系统进行集成，以实现感知活动一体化与自动触觉摸索功能。
相干论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-024-46393-7
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