محققان دانشگاه ملی استنفورد و سئول یک سیستم عصبی حسی مصنوعی ایجاد کرده اند که می تواند رفلکس پیچش را در سوسک فعال کند و حروف را با الفبای بریل شناسایی کند.

این کار ، که در تاریخ 31 مه در Science گزارش شده است ، گامی در جهت ایجاد پوست مصنوعی برای اندامهای پروتز ، برای بازگرداندن احساس آمپول ها و شاید ، روزی نوعی قابلیت رفلکس به روبات ها باشد.

ژنان بائو ، استاد مهندسی شیمی و یکی از نویسندگان ارشد گفت: "ما پوست را به صورت اعمالی می گیریم اما یک سیستم حسگر ، سیگنالینگ و تصمیم گیری پیچیده است." "این سیستم عصبی حسی مصنوعی گامی در جهت ساخت شبکه های عصبی حسی مانند پوست برای انواع برنامه ها است."

بلوک های ساختمان

این نقطه عطف بخشی از تلاش Bao برای تقلید از چگونگی کشش پوست ، ترمیم خود و از همه جالب تر ، مانند یک شبکه حسی هوشمند است که نه تنها نحوه انتقال احساسات دلپذیر به مغز را می داند ، بلکه می تواند به چه موقع سفارش دهد تا عضلات نیز به صورت واکنشی واکنش نشان دهند. برای تصمیم گیری سریع.

مقاله جدید Science توضیح می دهد که چگونه محققان مدار عصبی حسی مصنوعی را ساختند که می تواند در یک پوشش آینده مانند پوست برای دستگاه های عصبی پروتز و روباتیک نرم تعبیه شود. این مدار عصبی مصنوعی ابتدایی سه مؤلفه که قبلاً شرح داده شده است را در خود جای می دهد.

اولین سنسور لمسی است که می تواند حتی نیروهای کوچک را تشخیص دهد. این سنسور سیگنال را از طریق مؤلفه دوم ارسال می کند - یک نورون الکترونیکی انعطاف پذیر. سنسور لمسی و نورون الکترونیکی نسخه های بهبود یافته از اختراعات قبلی که توسط آزمایشگاه Bao گزارش شده است.

سیگنال های حسی از این مؤلفه ها ، مؤلفه سوم را تحریک می کنند ، یک ترانزیستور سیناپسی مصنوعی که پس از سیناپس های انسانی مدل می شود. ترانزیستور سیناپسی مغز متفکر تائه وو لی از دانشگاه ملی سئول است که سال سحرگاه خود را در آزمایشگاه استنفورد بائو گذراند تا کار مشترک را آغاز کند.

لی ، که دومین نویسنده ارشد مقاله بود ، گفت: "سیناپسهای بیولوژیکی می توانند سیگنال های منتقل شده و همچنین اطلاعات را برای تصمیم گیری ساده ذخیره کنند." "ترانزیستور سیناپسی این عملکردها را در مدار عصب مصنوعی انجام می دهد."

ویدئویی کوتاه که توضیح می دهد چگونه عصب مصنوعی ایجاد شده توسط کیم و همکاران. آثار. اعتبار: تائه وو لی (دانشگاه ملی سئول) و ژنان بائو (دانشگاه استنفورد)
لی از رفلکس زانو به عنوان نمونه ای از اینکه چگونه مدارهای عصبی مصنوعی پیشرفته تر ممکن است روزی بخشی از پوست مصنوعی باشند که به دستگاه های پروتز یا روبات ها هم حواس و هم رفلکس می دهد ، استفاده کرد.

در انسان ، هنگامی که یک ضربه ناگهانی باعث کشیدگی عضلات زانو می شود ، سنسورهای خاصی در آن عضلات ضربان را از طریق نورون می فرستند. نورون به نوبه خود یک سری سیگنال را به سیناپس های مربوطه ارسال می کند. شبکه سیناپسی الگوی کشش ناگهانی را تشخیص می دهد و دو سیگنال را به طور همزمان منتشر می کند ، یکی باعث می شود که عضلات زانو به صورت انعطاف پذیر منقبض شوند و یک سیگنال دوم ، کمتر فوری برای ثبت احساس در مغز.

کار کردن

کار جدید پیش از رسیدن به آن سطح پیچیدگی مسیری طولانی دارد. اما در مقاله Science ، این گروه توضیح می دهد که چگونه نورون الکترونیکی سیگنال هایی را به ترانزیستور سیناپسی تحویل می دهد ، که به گونه ای طراحی شده است که آموخته است که بر اساس شدت و فرکانس سیگنالهای کم مصرف ، تشخیص و واکنش به ورودی های حسی را انجام دهد. مثل سیناپس بیولوژیکی

اعضای این گروه توانایی سیستم را در تولید رفلکس و لمس حس داشتند.

در یک آزمایش ، آنها عصب مصنوعی خود را به پای سوسک بستند و فشارهای اندکی را بر حسگر لمسی اعمال کردند. نورون الکترونیکی سیگنال سنسور را به سیگنال های دیجیتال تبدیل کرده و آنها را از طریق ترانزیستور سیناپسی منتقل می کند و باعث می شود که پا با فشار بیشتر بر حسگر لمسی افزایش یافته یا کاهش یابد.

آنها همچنین نشان دادند كه عصب مصنوعی می تواند احساسات مختلف لمسی را تشخیص دهد. در یک آزمایش عصب مصنوعی قادر به تفکیک حروف بریل بود. در دیگری ، آنها یک سیلندر را بر حسگر در جهات مختلف چرخانده و جهت حرکت را با دقت تشخیص دادند.

دانشجویان فارغ التحصیل بائو Yeongin Kim و Alex Chortos ، به علاوه ونتائو Xu ، محقق از آزمایشگاه خود لی ، همچنین ادغام مؤلفه ها در سیستم عصبی حسی مصنوعی کاربردی بود.

محققان می گویند فن آوری عصب مصنوعی هنوز در مراحل ابتدایی خود است. به عنوان مثال، ایجاد پوست مصنوعی پوشش برای دستگاه های پروتز خواهد دستگاه های جدید نیاز به تشخیص گرما و سایر احساسات، توانایی آنها را به مدارهای قابل انعطاف و سپس جاسازی یک راه به رابط همه از این به مغز است.

این گروه همچنین امیدوار است که برای پوشش روبات ها از شبکه های حسگر مصنوعی کم توان استفاده کند ، ایده این است که با ارائه برخی همان بازخوردهایی که انسان از پوست خود دریافت می کند ، چابک تر شوند.

محققان دانشگاه ملی استنفورد و سئول یک سیستم عصبی حسی مصنوعی ایجاد کرده اند که می تواند رفلکس پیچش را در سوسک فعال کند و حروف را با الفبای بریل شناسایی کند.

این کار ، که در تاریخ 31 مه در Science گزارش شده است ، گامی در جهت ایجاد پوست مصنوعی برای اندامهای پروتز ، برای بازگرداندن احساس آمپول ها و شاید ، روزی نوعی قابلیت رفلکس به روبات ها باشد.

ژنان بائو ، استاد مهندسی شیمی و یکی از نویسندگان ارشد گفت: "ما پوست را به صورت اعمالی می گیریم اما یک سیستم حسگر ، سیگنالینگ و تصمیم گیری پیچیده است." "این سیستم عصبی حسی مصنوعی گامی در جهت ساخت شبکه های عصبی حسی مانند پوست برای انواع برنامه ها است."

بلوک های ساختمان

این نقطه عطف بخشی از تلاش Bao برای تقلید از چگونگی کشش پوست ، ترمیم خود و از همه جالب تر ، مانند یک شبکه حسی هوشمند است که نه تنها نحوه انتقال احساسات دلپذیر به مغز را می داند ، بلکه می تواند به چه موقع سفارش دهد تا عضلات نیز به صورت واکنشی واکنش نشان دهند. برای تصمیم گیری سریع.

مقاله جدید Science توضیح می دهد که چگونه محققان مدار عصبی حسی مصنوعی را ساختند که می تواند در یک پوشش آینده مانند پوست برای دستگاه های عصبی پروتز و روباتیک نرم تعبیه شود. این مدار عصبی مصنوعی ابتدایی سه مؤلفه که قبلاً شرح داده شده است را در خود جای می دهد.

اولین سنسور لمسی است که می تواند حتی نیروهای کوچک را تشخیص دهد. این سنسور سیگنال را از طریق مؤلفه دوم ارسال می کند - یک نورون الکترونیکی انعطاف پذیر. سنسور لمسی و نورون الکترونیکی نسخه های بهبود یافته از اختراعات قبلی که توسط آزمایشگاه Bao گزارش شده است.

سیگنال های حسی از این مؤلفه ها ، مؤلفه سوم را تحریک می کنند ، یک ترانزیستور سیناپسی مصنوعی که پس از سیناپس های انسانی مدل می شود. ترانزیستور سیناپسی مغز متفکر تائه وو لی از دانشگاه ملی سئول است که سال سحرگاه خود را در آزمایشگاه استنفورد بائو گذراند تا کار مشترک را آغاز کند.

لی ، که دومین نویسنده ارشد مقاله بود ، گفت: "سیناپسهای بیولوژیکی می توانند سیگنال های منتقل شده و همچنین اطلاعات را برای تصمیم گیری ساده ذخیره کنند." "ترانزیستور سیناپسی این عملکردها را در مدار عصب مصنوعی انجام می دهد."

ویدئویی کوتاه که توضیح می دهد چگونه عصب مصنوعی ایجاد شده توسط کیم و همکاران. آثار. اعتبار: تائه وو لی (دانشگاه ملی سئول) و ژنان بائو (دانشگاه استنفورد)
لی از رفلکس زانو به عنوان نمونه ای از اینکه چگونه مدارهای عصبی مصنوعی پیشرفته تر ممکن است روزی بخشی از پوست مصنوعی باشند که به دستگاه های پروتز یا روبات ها هم حواس و هم رفلکس می دهد ، استفاده کرد.

در انسان ، هنگامی که یک ضربه ناگهانی باعث کشیدگی عضلات زانو می شود ، سنسورهای خاصی در آن عضلات ضربان را از طریق نورون می فرستند. نورون به نوبه خود یک سری سیگنال را به سیناپس های مربوطه ارسال می کند. شبکه سیناپسی الگوی کشش ناگهانی را تشخیص می دهد و دو سیگنال را به طور همزمان منتشر می کند ، یکی باعث می شود که عضلات زانو به صورت انعطاف پذیر منقبض شوند و یک سیگنال دوم ، کمتر فوری برای ثبت احساس در مغز.

کار کردن

کار جدید پیش از رسیدن به آن سطح پیچیدگی مسیری طولانی دارد. اما در مقاله Science ، این گروه توضیح می دهد که چگونه نورون الکترونیکی سیگنال هایی را به ترانزیستور سیناپسی تحویل می دهد ، که به گونه ای طراحی شده است که آموخته است که بر اساس شدت و فرکانس سیگنالهای کم مصرف ، تشخیص و واکنش به ورودی های حسی را انجام دهد. مثل سیناپس بیولوژیکی

اعضای این گروه توانایی سیستم را در تولید رفلکس و لمس حس داشتند.

در یک آزمایش ، آنها عصب مصنوعی خود را به پای سوسک بستند و فشارهای اندکی را بر حسگر لمسی اعمال کردند. نورون الکترونیکی سیگنال سنسور را به سیگنال های دیجیتال تبدیل کرده و آنها را از طریق ترانزیستور سیناپسی منتقل می کند و باعث می شود که پا با فشار بیشتر بر حسگر لمسی افزایش یافته یا کاهش یابد.

آنها همچنین نشان دادند كه عصب مصنوعی می تواند احساسات مختلف لمسی را تشخیص دهد. در یک آزمایش عصب مصنوعی قادر به تفکیک حروف بریل بود. در دیگری ، آنها یک سیلندر را بر حسگر در جهات مختلف چرخانده و جهت حرکت را با دقت تشخیص دادند.

دانشجویان فارغ التحصیل بائو Yeongin Kim و Alex Chortos ، به علاوه ونتائو Xu ، محقق از آزمایشگاه خود لی ، همچنین ادغام مؤلفه ها در سیستم عصبی حسی مصنوعی کاربردی بود.

محققان می گویند فن آوری عصب مصنوعی هنوز در مراحل ابتدایی خود است. به عنوان مثال، ایجاد پوست مصنوعی پوشش برای دستگاه های پروتز خواهد دستگاه های جدید نیاز به تشخیص گرما و سایر احساسات، توانایی آنها را به مدارهای قابل انعطاف و سپس جاسازی یک راه به رابط همه از این به مغز است.

این گروه همچنین امیدوار است که برای پوشش روبات ها از شبکه های حسگر مصنوعی کم توان استفاده کند ، ایده این است که با ارائه برخی همان بازخوردهایی که انسان از پوست خود دریافت می کند ، چابک تر شوند.