如果能让机器人拥有触觉，可以感知温度、压力，甚至具有神经活动，那么它们将“解锁”更多新技能。近日，世界上首条柔性人造触觉神经的问世，让这一设想距离现实更近了一步。

    近日，顶尖学术期刊《科学》刊登了一篇突破性研究：斯坦福大学鲍哲南教授、首尔大学李泰宇（音译）教授、南开大学徐文涛教授团队联合，研发出首条柔性人造感觉神经。这种人工神经触觉系统具有良好的生物兼容性、柔性和高灵敏度，在机器人手术、义肢感触等领域具有应用前景。

    三大核心部件

    形成完整反射弧

    人类一直都在为实现将人体感官“复制”到机器人身上的梦想而不停追逐。但迄今为止，机器仍然缺乏一些极其关键的能力，其中就包括人类精密而完善的触觉。

    人类皮肤是极为复杂的系统，其中有成千上万个感受器用于感知压力、温度、位置等信息。“要想让机器人也具有人体皮肤的能力，最核心的问题和难点在于如何设计并实现与生物神经系统工作原理相似，还能够与生物神经信号很好兼容的人造系统，而且这套系统还得具有很好的柔韧性。”南开大学电子信息与光学工程学院教授徐文涛表示，基于上述设想，中美韩联合研究团队利用柔性有机材料模拟了人体SA-I触觉神经。

    这种人造感知神经由3个核心部件组成：触觉感受器、人造神经元和突触晶体管。其中，触觉感受器由一组压力传感器组成，连接到一个作为人造神经元的环形振荡器上；一系列传感器负责感知压力信号，并由此产生相应的电压变化；之后，环形振荡器会将电压变化转换成电脉冲；最后，突触晶体管将电脉冲输出，从而形成了完整的反射弧。

    人造神经能

    与生物神经信号兼容

    “从功能上讲，这种人造神经能够很好地模拟人类皮肤的触觉功能，并能够与生物体神经信号兼容。”徐文涛介绍称，研究团队将人造感觉神经与蟑螂腿的运动神经连接，组合成生物—电子混合反射弧，借助电流的变化，成功实现了蟑螂腿的弹跳反射运动。

    这项工作开创性地制造出了柔性人造感知神经，并实现了人造神经与动物神经形成的杂化反射弧。

    人造感知神经

    具有重要应用意义

    据介绍，这种人造感知神经还具有重要的应用意义。由于这种感知神经与生物体神经的兼容性，它可应用于假肢中与人体神经系统相兼容的感知的实现，柔性轻质的结构将使相关产品具有很好的舒适性，而且对神经系统疾病的治疗具有潜在意义。同时，这种人造神经如果应用于软体机器人，可使其实现类似人类的感知，并在极端的工作环境中替代人。

    该研究团队表示，尽管这项研究前景可期，但目前还只是迈出了第一步，还有很多工作要做。“比如，目前这款人工神经系统尚不能像皮肤那样感知更加复杂的信息以及温度等，这些将是我们未来的工作方向。”徐文涛说，这项研究有望开发出更智能的人造皮肤。

    胡春艳  吴军辉  孙玉松