前沿动态NanoEnergy自供

人类通过双手感知世界并灵巧地使用工具。在这个过程中，触觉提供了皮肤和物体之间相互作用的直接信息，从而帮助双手在操纵物体时进行快速规划和感觉—运动控制。人手超灵敏的触觉感知能力与触觉神经系统独特的结构和信号处理机制密切相关，这通常被归因于大脑皮层中的神经活动。然而最新神经生物学研究表明，提取外部刺激几何特征的触觉信号处理在最初端的周围神经系统中就已经开始。而在结构上，触觉周围神经系统包括位于皮肤表层的相互重叠的感受野、树状的外周神经元及与楔形神经元间复杂的突触连接等主要部分。近年来，尤其是在新冠大流行的背景下，自动化和无人化越来越成为世界发展的趋势。机器人逐渐走进人们的日常生活。为了让机器人能够像人一样在复杂的环境中灵巧地操作物体，必须赋予机器人灵敏的触觉。最近，受人体触觉神经系统结构的启发，北京纳米能源与系统研究所王中林院士和瑞典乌普萨拉大学张志滨副教授与张世理教授课题组合作，开发了一种基于摩擦电纳米发电机技术的超灵敏慢适应人工触觉传入神经系统。该研究利用摩擦电子学晶体管设计机械感受器，从而使神经元表现出生物上对外界机械刺激的典型的适应行为；神经元电路将感受器产生的机电信号转化为脉冲序列进行编码和传输；搭建的人工神经元网络则具有神经形态信号处理的能力，从而提供比感受器间距离小两倍的最小可分辨度。这些结果为旨在达到人类触觉水平的大规模神经形态电子皮肤的实现开辟了一条途径，在假肢和机器人领域具有潜在的广泛应用。文献链接：ArtificialTactilePeripheralNervousSystemSupportedbySelf-poweredTransducers，NanoEnergy，原文链接：