科學家設計出具有觸覺的人造電子皮膚
發布時間:2010-09-17
新聞事件:
- 賈維科研組利用納米導線陣列製成“電子皮膚”
- 鮑哲南利用電容器測量壓力變化
事件影響:
- 人工智能領域的“重要裏程碑”
據國外媒體報道,生物技術天才們已經設計出具有觸覺的電子皮膚,這種人造皮膚可以用在下一代機器人和假肢上。科學家在英國《自然材料》雜誌上說,這種目前還處於實驗室檢測階段的材料,對外界作出反應的最小壓力範圍,幾乎跟人類皮膚一樣,而且反應速度相同。
他們認為,雖然目前它還存在很大障礙,但這一成就是個巨大的進步,它有望利用更智能、有觸覺的升級版本,取代當今這些笨拙的機器人和假肢。加州大學伯克利分校的計算機科學副教授亞裏·賈維負責領導了其中一個科研組,他說:“renmentongchangdouzhidaoruhenajidancaibuhuisui。ruguowomenxiangyaoyigekeyishangcaidejiqiren,womenxiwangtazaishangcaiguochengzhongbuhuidasuijiubei。womenhaixiwangtanengwozhutangguo,burangtadiaoxialai。”
賈維科研組製成的“電子皮膚”由納米導線陣列組成。這個陣列是用粘在黏性聚酰亞胺薄膜上的鍺和矽製成。然後該科研組把納米晶體管放在上麵,接著鋪上對壓力敏感的柔韌橡膠。他們製作的原型有49平方厘米大,它能發現0到15千帕的壓力,日常活動中敲擊鍵盤和手持物體,都需要這麼大的力氣。
加利福尼亞州斯坦福大學的華裔副教授鮑哲南(Zhenan Bao)lingdaodelingyigekeyanzu,kaifachuyizhongbutongfangfa。baozhenanhaishimeiguozuiyouxiudenvhuaxuejiazhiyi。tamendefangfashiliyongkesuiyalibianhuagaibianhoududexiangjiaobomo,bingliyongyugaicailiaojiehezaiyiqidedianrongqiceliangyalibianhua。buguozhezhongxiangjiaobomobunengshenzhan。baozhenanshuo:“與人類的皮膚相比,我們這種方法的反應時間更快,不超過幾毫秒(幾千分之一秒)。也就是說在真實情況下,它立刻就能感覺到外界施加的壓力。”
愛爾蘭都柏林聖三一學院的納米科學家約翰·波蘭德評論說,這些偉大成就是人工智能領域的“重要裏程碑”,他(ta)非(fei)常(chang)支(zhi)持(chi)利(li)用(yong)加(jia)工(gong)成(cheng)本(ben)較(jiao)低(di)的(de)元(yuan)素(su)。在(zai)人(ren)類(lei)感(gan)官(guan)的(de)替(ti)代(dai)品(pin)方(fang)麵(mian),目(mu)前(qian)在(zai)視(shi)覺(jiao)和(he)聽(ting)覺(jiao)領(ling)域(yu)的(de)替(ti)代(dai)品(pin)比(bi)較(jiao)精(jing)良(liang),而(er)嗅(xiu)覺(jiao)和(he)味(wei)覺(jiao)方(fang)麵(mian)的(de)替(ti)代(dai)品(pin)相(xiang)對(dui)比(bi)較(jiao)落(luo)後(hou)。觸(chu)覺(jiao)是(shi)公(gong)認(ren)的(de)最(zui)大(da)障(zhang)礙(ai)。刷(shua)牙(ya)、翻報紙或給小孩穿衣服等一些日常簡單行為,也會難住當前的機器人。
鮑(bao)哲(zhe)南(nan)表(biao)示(shi),這(zhe)方(fang)麵(mian)的(de)發(fa)展(zhan)以(yi)後(hou)還(hai)會(hui)遇(yu)到(dao)很(hen)多(duo)挑(tiao)戰(zhan)。其(qi)中(zhong)之(zhi)一(yi)是(shi)改(gai)進(jin)新(xin)傳(chuan)感(gan)器(qi)。它(ta)們(men)對(dui)恒(heng)定(ding)壓(ya)力(li)產(chan)生(sheng)反(fan)應(ying),不(bu)過(guo)人(ren)類(lei)皮(pi)膚(fu)裏(li)的(de)感(gan)覺(jiao)可(ke)能(neng)更(geng)複(fu)雜(za)。因(yin)為(wei)真(zhen)正(zheng)的(de)皮(pi)膚(fu)裏(li)的(de)壓(ya)力(li)感(gan)覺(jiao)細(xi)胞(bao)能(neng)發(fa)出(chu)不(bu)同(tong)頻(pin)率(lv)的(de)信(xin)號(hao),例(li)如(ru)當(dang)感(gan)覺(jiao)疼(teng)痛(tong)或(huo)刺(ci)耳(er)時(shi),信(xin)號(hao)的(de)頻(pin)率(lv)會(hui)增(zeng)強(qiang),以(yi)便(bian)提(ti)醒(xing)我(wo)們(men)要(yao)注(zhu)意(yi)可(ke)能(neng)的(de)威(wei)脅(xie)。鮑(bao)哲(zhe)南(nan)表(biao)示(shi),另(ling)外(wai)“把(ba)人(ren)造(zao)皮(pi)膚(fu)與(yu)人(ren)類(lei)的(de)神(shen)經(jing)係(xi)統(tong)連(lian)接(jie)在(zai)一(yi)起(qi),也(ye)是(shi)一(yi)個(ge)巨(ju)大(da)挑(tiao)戰(zhan)。在(zai)遙(yao)遠(yuan)的(de)未(wei)來(lai),也(ye)許(xu)最(zui)終(zhong)我(wo)們(men)能(neng)製(zhi)造(zao)出(chu)一(yi)種(zhong)跟(gen)人(ren)類(lei)皮(pi)膚(fu)功(gong)能(neng)一(yi)樣(yang)的(de)人(ren)造(zao)皮(pi)膚(fu),可(ke)以(yi)把(ba)它(ta)與(yu)胳(ge)膊(bo)裏(li)的(de)神(shen)經(jing)細(xi)胞(bao)連(lian)接(jie)在(zai)一(yi)起(qi),恢(hui)複(fu)胳(ge)膊(bo)的(de)感(gan)覺(jiao)”。
鮑哲南說:“最(zui)初(chu)我(wo)們(men)設(she)計(ji)的(de)原(yuan)型(xing)更(geng)像(xiang)一(yi)種(zhong)手(shou)持(chi)式(shi)裝(zhuang)置(zhi),或(huo)者(zhe)是(shi)一(yi)個(ge)與(yu)其(qi)他(ta)皮(pi)膚(fu)有(you)感(gan)覺(jiao)的(de)身(shen)體(ti)部(bu)位(wei)相(xiang)連(lian)的(de)裝(zhuang)置(zhi)。該(gai)裝(zhuang)置(zhi)產(chan)生(sheng)的(de)脈(mai)衝(chong)會(hui)對(dui)其(qi)他(ta)部(bu)位(wei)的(de)皮(pi)膚(fu)產(chan)生(sheng)刺(ci)激(ji)作(zuo)用(yong),告(gao)訴(su)它(ta)‘我的(假肢)手正在接觸物體’。”以後的人造皮膚裏可能會布滿各種對化學媒介、生物媒介、溫度、濕度、放射能或汙染物質做出反應的傳感器。她說:“zheyexuduiteshuyingyongtujingtebieyouyong,liruwomenxiwangbajiqirensongrutaikongdenghuanjing,duirenleilaishuo,zhexiehuanjingchongmanfengxianyinsu。zaizhezhongqingkuangxia,womenkeyiliyongjiqirenshoujixinxi,bingjiangqichuanhuidiqiu。”
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