[科普中国]-假肢也能感受压力、温度？人工神经触觉系统能做到

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3月23日，在江西省赣州市于都县岭背镇谢屋村，母亲帮谢观福抖去假肢里的沙子。（陈地长/人民图片）

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对于丧失了肢体的人来说，假肢是帮助他们尽可能恢复正常生活的办法之一。但假肢往往功能不多，只能作为肢体的冰冷替代品。不过，这一情况很快就会有所改善，据《健康报》报道，今年6月，美国斯坦福大学鲍哲楠、韩国首尔大学李泰宇、南开大学徐文涛团队联合在《科学》杂志上发表论文，介绍了一种基于柔性有机电子器件的高灵敏度仿生触觉神经系统。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。那么，这一系统是什么？它是如何做到像人体神经系统一样感受到压力、温度等信息的？

北方网介绍，这一产品要解决的核心问题和关键难点在于设计并实现与生物神经系统工作原理相似，并能够与生物神经信号兼容的人造系统，使这套系统具有很好的柔韧性。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三个核心部件组成：电阻式压力传感器、有机环形振荡器、突触晶体管。该系统先利用一系列感受器感知极为细微的压力，并产生相应的电压变化，随后通过环形振荡器（即人工神经纤维）将电压变化转变为电脉冲信号。多个环形振荡器得到的电信号被突触晶体管集成转变为突触电流，进而传递到下一级神经。

此外，央广网补充道，从功能上讲，这种人造神经能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。初步试验利用其与蟑螂腿的连接以及运动的控制，初步证实了这种兼容性。徐文涛说，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。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；且对神经系统疾病的治疗具有潜在意义。（王思涵）

本文由中国科学传播研究所副研究员卜勇进行科学性把关。

卜勇：中国科学传播研究所副研究员。中国科学技术大学理学学士，中国科学院认知科学博士，北京师范大学心理学博士后。目前的主要研究领域为健康、环保、水利、节能、气象、人工智能、脑科学与认知科学等。