Chèchè yo te devlope yon sistèm nè atifisyèl sansoryèl ki ka trete enfòmasyon ki sanble ak kò imen an epi li ka efektivman bay sans de manyen manm pwotèz.
Po nou an, pi gwo ògàn kò a, se tou ki pi enpòtan an paske li kouvri tout kò nou an, kontwole tanperati kò nou ak pwoteje nou kont faktè ekstèn danjere tankou solèy, tanperati nòmal, mikwòb elatriye. Po nou ka konsiderableman detire epi li ka repare tèt li. Po a enpòtan tou paske li bay nou yon sans de touche nan ki nou kapab pran desizyon. Po se yon sistèm deteksyon konplèks ak siyal pou nou.
Nan yon etid ki pibliye nan Science , chèchè ki dirije pa Pwofesè Zhenan Bao nan Inivèsite Stanford ak Inivèsite Nasyonal Seoul te devlope yon sistèm nè sansoryèl atifisyèl ki ta ka yon gwo pa nan direksyon kreyasyon "po atifisyèl" pou manm pwotèz ki ta ka retabli sansasyon epi aji tankou yon kouvèti po nòmal. Aspè difisil nan etid sa a se te kijan pou imite po nou an efektivman ki posede plizyè pwopriyete inik. Karakteristik ki pi difisil pou imite a se fason po nou an aji tankou yon rezo sansoryèl entelijan ki premyeman transmèt sansasyon nan sèvo a epi tou li bay lòd pou misk nou yo reyaji atravè yon refleks pou pran desizyon rapid. Pa egzanp, yon ti tape lakòz misk koud yo detire, epi detèktè nan misk sa yo voye enpilsyon nan sèvo a atravè yon newòn. Lè sa a, newòn nan voye yon seri siyal nan sinaps ki enpòtan yo. Rezo sinaptik nan kò nou an rekonèt modèl detire toudenkou nan misk yo epi li voye de siyal an menm tan. Yon siyal lakòz misk koud yo kontrakte kòm yon refleks epi dezyèm siyal la ale nan sèvo a pou enfòme sou sansasyon sa a. Tout sekans evènman sa a rive nan prèske yon fraksyon segonn. Imite sistèm nè sansoryèl byolojik konplike sa a, ki gen ladan tout eleman fonksyonèl nan rezo newòn yo, toujou rete yon defi.
Sistèm nè sansoryèl inik ki "imite" reyèl la
Chèchè yo kreye yon sistèm sansoryèl inik ki ka repwodui kijan sistèm nève imen an fonksyone. "Sikwi nè atifisyèl" chèchè yo te kreye a entegre twa konpozan nan yon fèy plat ak fleksib ki mezire kèk santimèt. Konpozan sa yo te deja dekri endividyèlman. Premye konpozan an se yon detèktè manyen ki ka detekte fòs ak presyon (menm mini). Detèktè sa a (ki fèt ak polymère òganik , nanotub kabòn ak elektwòd lò) voye siyal atravè yon dezyèm konpozan, yon newòn elektwonik fleksib. Toulede konpozan sa yo se vèsyon amelyore ak amelyore de sa menm chèchè yo te devlope anvan. Siyal sansoryèl ki pwodui epi ki pase nan de konpozan sa yo delivre nan yon twazyèm konpozan, yon tranzistò sinaptik atifisyèl ki modle egzakteman tankou sinaps imen nan sèvo a. Tout twa konpozan sa yo dwe travay ansanm epi demontre fonksyon final la te aspè ki pi difisil la. Sinaps byolojik reyèl yo transmèt siyal epi estoke enfòmasyon ki nesesè pou pran desizyon. Tranzistò sinaptik sa a "fè" fonksyon sa yo lè li delivre siyal elektwonik bay tranzistò sinaptik la lè l sèvi avèk sikwi nè atifisyèl la. Se poutèt sa, sistèm atifisyèl sa a aprann rekonèt epi reyaji a enfòmasyon sansoryèl ki baze sou entansite ak frekans siyal ki gen ti puisans, menm jan yon sinaps byolojik ta fè nan yon kò vivan. Nouvote etid sa a se kijan twa eleman endividyèl sa yo ke yo te konnen deja te entegre avèk siksè pou premye fwa pou bay yon sistèm ki byen kowèsif.
Chèchè yo teste kapasite sistèm sa a pou jenere reflèks epi tou sans manyen. Nan yon eksperyans yo te atache nè atifisyèl yo nan yon janm ravèt epi yo te aplike ti presyon sou Capteur manyen yo. Newòn elektwonik la konvèti siyal detèktè a nan siyal dijital epi li pase yo nan tranzistò sinaptik la. Sa a te lakòz janm ravèt la nan kontraksyon ki baze sou ogmantasyon oswa diminye presyon nan Capteur manyen la. Se konsa, konfigirasyon atifisyèl sa a sètènman aktive reflèks nan kontraksyon. Nan yon dezyèm eksperyans, chèchè yo te montre kapasite nè atifisyèl la nan detekte diferan sansasyon manyen lè yo te kapab diferansye lèt Braille. Nan yon lòt tès yo woule yon silenn sou Capteur a nan diferan direksyon epi yo te kapab byen detekte direksyon egzak mouvman an. Kidonk, aparèy sa a kapab amelyore rekonesans objè ak bon pwosesis enfòmasyon tactile tankou rekonesans teksti, lekti bray ak distenge kwen nan objè yo.
Lavni nan sistèm nè atifisyèl sansoryèl
Teknoloji nè atifisyèl sa a se nan yon etap trè bonè epi li pa rive nan nivo konpleksite ki nesesè a men li te bay gwo espwa pou kreye kouvèti po atifisyèl. Li klè ke "kouvri" sa yo ta mande tou aparèy pou detekte chalè, Vibration, presyon ak lòt fòs ak sansasyon. Yo dwe gen yon bon kapasite pou yo entegre nan sikui fleksib pou yo ka efektivman koòdone ak sèvo a. Pou imite po nou an, aparèy la bezwen gen plis entegrasyon ak fonksyonalite ki pral fè li pi estab ak serye.
Teknoloji nè atifisyèl sa a ta ka yon avantaj pou pwotèz ak retabli sansasyon nan anpute yo. Aparèy pwotèz yo te amelyore anpil pandan ane a ak plis teknoloji enprime 3D ki disponib ak sistèm robotik ki pi reponn. Malgre amelyorasyon sa yo, pifò aparèy pwotèz ki disponib jodi a gen pou kontwole nan yon fason trè graj paske yo pa bay yon bon koòdone satisfaksyon ak sèvo a akòz mank de enkòporasyon nan sibtilite yo nan sistèm nève imen vas. Aparèy la pa bay fidbak e konsa pasyan an santi li trè satisfè epi li jete yo pi bonè oswa pita. Tankou yon teknoloji nè atifisyèl lè yo enkòpore avèk siksè nan pwotèz pral delivre enfòmasyon manyen pou itilizatè yo epi yo pral ede bay pasyan yo yon pi bon eksperyans. Aparèy sa a se yon gwo etap nan direksyon pou fè rezo neral sansoryèl ki sanble ak po pou plizyè aplikasyon lè li bay pouvwa reflèks ak sans manyen.
***
Sous (yo)
Yeongin K et al. 2018. Yon nè aferan atifisyèl òganik fleksib byoenspire. Syans . https://doi.org/10.1126/science.aao0098
***
