▲斯坦福大学教授Zhenan Bao率领美国和韩国科学家团队探索人工神经系统的奥秘。
5月31日，《科学》报道称，斯坦福大学和首尔国立大学的研究人员开发出一种人工神经系统，可以激发蟑螂的抽搐反射，并识别盲文字母。这一成果向着为假肢制造人造皮肤，进而使残疾人恢复感觉迈出了重要一步。在未来，它或许还能赋予机器人反射能力。
论文资深作者、化学工程教授Zhenan Bao说：“人们认为皮肤很简单，但实际上它是一种复杂的传感、信号及决策系统。我们设计的人工神经系统对类皮肤感觉神经网络的应用研究有积极作用。”这一里程碑式的成果是Bao对皮肤模拟研究的一部分，该研究包括皮肤的舒展、修复以及作为智能感觉网络——不仅知道如何向电脑传递愉悦的感觉，并可以命令肌肉做出反射性反应。
这套人工神经系统主要包含3个组件。第一个是触觉传感器，它能探测到微小的力量变化。传感器通过第二个组件（电子神经元）发送信号。触觉传感器和电子神经元为Bao实验室之前报道版本的升级版。感觉信号对第三个组件（模拟人类突触的人工突触晶体管）产生刺激。突触晶体管源于首尔国立大学Tae-Woo Lee在Bao实验室中的努力。论文第二作者Lee解释说：“生物突触可以传递信号，也可以储存信息以做出简单决策。突触晶体管在人工神经回路中正是起到这些作用。”接着，Lee以膝跳反射为例，介绍了神经反射的复杂性。虽然新人工神经系统还需要经历漫长的过程，才能达到这种复杂性。但研究人员展示了电子神经元是如何向突触晶体管发射信号的（根据低功率信号频率和强度进行识别）。在测试中，研究人员将人工神经连接到蟑螂腿部进行了实验，发现蟑螂腿会随着传感压力的强弱而产生相应的抽搐行为。此外，他们还发现人工神经能感知多种触觉，如区分盲文和检测附近物品的运动方向。Bao的研究生Yeongin Kim和Alex Chortos，以及Lee的研究生Wentao Xu也参与了对人工神经系统的整合研究。
研究人员表示，人工神经技术尚处于初级阶段，还有很多工作需要继续推进（如人造皮肤需要的热检测传感器等）。该团队还希望能为机器人开发一种低功耗的人工传感器网络，以增强机器人的灵活性。
编译：雷鑫宇 审稿：阿淼
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