پوست مصنوعی جدیدی که درد را حس می کند!
به گزارش دکتر برای تو، تیمی از مهندسان دانشگاه گلاسکو اسکاتلند یک پوست مصنوعی با نوع جدیدی از سیستم پردازش مبتنی بر ترانزیستور های سیناپسی ساخته اند که راستا های عصبی مغز را برای یادگیری تقلید می کند. دست رباتیکی که از این پوست هوشمند استفاده کند، توانایی قابل توجهی در یادگیری واکنش به محرک های خارجی نشان می دهد.
به گزارش خبرنگاران، در مقاله نوی که به تازگی در مجله Science Robotics منتشر شده است، محققان نحوه ساختن نمونه اولیه این پوست الکترونیکی و چگونگی بهبود شرایط فعلی رباتیک با استفاده از آن را توضیح داده اند.
دانشمندان ده ها سال است که بر روی ساخت پوست مصنوعی حساس به لمس کار می کنند. یکی از روش هایی که به طور گسترده مورد بررسی قرار گرفته است، پخش مجموعه ای از حسگر های تماس یا فشار در سطح پوست الکترونیکی است که اجازه تشخیص تماس به یک جسم را می دهد. سپس داده های حسگر ها برای پردازش و تفسیر به رایانه ارسال می شوند. سنسور ها معمولاً حجم زیادی از داده ها را تولید می کنند که پردازش مناسب و پاسخ دهی به آن زمان زیادی لازم دارد و تاخیر هایی را ایجاد می کند که می تواند اثربخشی بالقوه پوست را در کار های دنیای واقعی کاهش دهد.
پوست الکترونیکی نو تیم گلاسکو با الهام از نحوه تفسیر سیگنال های پوست از طریق سیستم عصبی محیطی انسان و با هدف حذف تأخیر و مصرف انرژی از طریق سیستم عصبی محیطی طراحی شده است. برای ساختن یک پوست الکترونیکی که پاسخ گویی کارآمدی از خود نشان می دهد، محققان شبکه ای از 168 ترانزیستور سیناپسی ساخته شده از نانوسیم های اکسید روی را مستقیماً روی یک سطح پلاستیکی انعطاف پذیر چاپ کردند. سپس ترانزیستور سیناپسی را به حسگر پوستی روی کف دست یک دست رباتیک مفصلی و انسانی متصل کردند.
هنگامی که سنسور ها لمس می شوند، تغییری در مقاومت الکتریکی خود ثبت می کنند. لمس سبک تغییرات کوچک و لمس شدیدتر، تغییرات بزرگتری در مقاومت ها ایجاد می کنند. این ورودی برای تقلید از نحوه عملکرد نورون های حسی در بدن انسان طراحی شده است. در نسل های قبلی پوست الکترونیکی، این داده های ورودی برای پردازش به کامپیوتر ارسال می شد. سپس مداری که در پوست تعبیه شده بود، به عنوان یک سیناپس مصنوعی عمل می کرد و ورودی را به یک ولتاژ ساده کاهش می داد که فرکانس آن بر اساس سطح فشار اعمال شده به پوست متفاوت بود و فرایند واکنش را سرعت می بخشید.
پروفسور داهیا می گوید: همه ما در اوایل زندگی خود یاد می گیریم که به محرک های غیرمنتظره مانند درد واکنش مناسبی نشان دهیم تا از آسیب رساندن دوباره به خودمان جلوگیری کنیم. پوست الکترونیکی راهی مختصر برای توضیح فرآیند یادگیری از محرک های بیرونی است. آنچه ما توانستیم از طریق این فرآیند ایجاد کنیم، یک پوست الکترونیکی است که قادر به یادگیری توزیع شده در سطح سخت افزار است و نیازی به ارسال پیام ها به یک پردازنده مرکزی پیش از اقدام ندارد. این قابلیت کار را تا حد زیادی تسریع می کند. ما معتقدیم که این پوست مصنوعی گام نوی در ایجاد پوست الکترونیکی چاپی نورومورفیک در مقیاس بزرگ است که قادر به پاسخگویی مناسب به محرک ها باشد.
منبع: techxplore
منبع: فرارو