南开大学团队打造神经形态人工触角系统,领先仿生感知领域

科技 2024-04-29 11:19 阅读:10

昆虫的触角是一种高灵敏、多功能的感觉器官,能够感知微小振动、磁场方位、重力方向或化学刺激,其感知灵敏度可与人类皮肤相媲美。受到这一启发,南开大学团队研制出了神经形态人工触角系统,实现了类似蚂蚁触角传入神经的触觉感知和磁场感知功能。

该系统采用具备三维柔性结构的电子触角传感器,能够高灵敏检测振动、形变和磁场,并利用吸附二维纳米片的柔性人工突触器件实现了对传感信息的类神经处理。通过模拟生物感受器和感觉神经元的架构,以及生物机械感受器的脉冲编码策略,该系统成功实现了传感信号时空特征的识别。

实验结果显示,神经形态人工触角系统不仅能高效率、低功耗地处理传感数据,还能高灵敏地感知压力、纹理和磁场。装载于移动机器人或交互式设备后,该系统在轮廓识别、纹理识别、材质分类、磁场导航、非接触交互等多种任务中表现出接近甚至超越人类感知能力的性能。

这一研究代表了仿生感知领域的新突破,对于先进机器人、增强现实、智能交互、柔性电子等领域的发展具有重要意义。未来,研究团队计划将软体执行器与神经形态人工触角系统进行集成,以实现感知运动一体化和主动触觉探索功能。