(一)生物mechanosensory神经。机械感受器接受压力和受体电位变化。感觉神经元产生动作电位的神经纤维根据受体潜在的变化。动作电位是通过生物突触下脊髓神经元。(B)人造mechanosensory神经。压力传感器、有机环振荡器和突触晶体管模仿生物的机械,生物神经元,分别和生物突触。相同的颜色代表相应部分。(C)人造mechanosensory神经的照片。信贷:Yeongin金(斯坦福大学),亚历克斯Chortos(斯坦福大学),Wentao徐(首尔大学),鲍哲南(斯坦福大学),Tae-Woo李(首尔大学)
首尔国立大学和斯坦福大学的研究人员开发了人工mechanosensory使用灵活的有机设备来模拟生物神经感觉传入神经。他们用人工mechanosensory神经控制昆虫的腿残疾和区分盲文字符。
相比传统的数字计算机、生物神经系统是强大的现实问题,如视觉图像处理、语音识别、触觉传感、和运动控制。这激发了科学家和工程师在神经形态计算工作,bioinspired传感器、机器人控制、假肢。前面的方法实现在软件层面涉及传统数字计算机和电路设计使用古典硅设备功耗显示相关的关键问题,成本,和多功能。
这项研究描述了基于柔性有机设备来模拟人工mechanosensory神经生物mechanosensory神经。“最近发现在生物mechanosensory神经信息处理机制是采用我们的人工系统,”斯坦福大学的鲍哲南说。
人工mechanosensory神经是由三个基本部分组成:机械(电阻式压力传感器),神经元(有机环振荡器)和突触(有机电化学晶体管)。压力可以转化为人工机械的信息动作电位 通过人工神经元。多个动作电位可以集成到一个人造突触开动生物肌肉和认识盲文字符。
盲文阅读使用人造mechanosensory神经(J)人造mechanosensory神经的压力传感器阵列2×3像素。环形振荡器和突触晶体管连接到压力传感器和过程信息的压力。(K)的输出人工神经mechanosensory (J)当一个盲文字符“E”。(L)的性能人工mechanosensory神经突触晶体管有或没有。突触晶体管帮助我们系统区分clearly.Figure3盲文字符。运动控制使用之间的联系人为感觉传入神经和生物运动传出神经(A)昆虫和人造mechanosensory神经在这个实验中使用。(B)人造mechanosensory神经是连接生物运动神经混合反射弧的运动和控制分离昆虫的腿。(C)实验装置用来测量力残疾人运动的昆虫的腿。信贷:Yeongin金(斯坦福大学),亚历克斯Chortos(斯坦福大学),Wentao徐(首尔大学),鲍哲南(斯坦福大学),Tae-Woo李(首尔大学)
设备模拟生物系统的信号处理和功能可以简化bioinspired系统的设计或降低功耗。研究人员说有机设备是有利的,因为他们的功能性质可调,可以打印在大面积低成本,他们灵活的像柔软的生物系统。
Wentao徐,首尔国立大学的研究员和Yeongin金姆和亚历克斯·Chortos斯坦福大学研究生,用他们的人工mechanosensory神经检测大规模纹理和物体运动和区分盲文字符。他们还连接中的人工mechanosensory神经运动神经分离昆虫的腿和控制肌肉。
我们连接人造mechanosensory神经生物运动神经的蟑螂的腿在图3 b混合反射弧。压力在人工mechanosensory神经生成输出。的输出人工神经刺激mechanosensory残疾人蟑螂腿,导致腿部的动作。信贷:Yeongin金(斯坦福大学),鲍哲南(斯坦福大学),Tae-Woo李(首尔大学)
首尔国立大学教授Tae-Woo李教授说,“我们的人工mechanosensory神经可用于bioinspired机器人和假肢兼容和舒适的人类。”Lee said, "The development of human-like robots and prosthetics that help people with neurological disabilities can benefit from our work."
引用 :灵活的有机电子模拟生物mechanosensory神经(2018年6月1日)检索2023年5月6日从//www.puressens.com/news/2018-06-flexible-electronics-mimic-biological-mechanosensory.html
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