I ett arbete som kombinerar en djup förståelse av biologin hos djur med mjuk kropp som daggmaskar med framsteg inom material och elektronisk teknik, forskare från USA och Kina har utvecklat en robotenhet som innehåller en töjbar transistor som möjliggör neurologisk funktion.

Cunjiang Yu, Bill D. Cook docent i maskinteknik vid University of Houston, sade att arbetet representerar ett viktigt steg mot utvecklingen av proteser som direkt kan ansluta till de perifera nerverna i biologiska vävnader, erbjuda neurologisk funktion till konstgjorda lemmar, såväl som mot framsteg inom mjuka neurorobotar som kan tänka och göra bedömningar. Yu är motsvarande författare till en artikel som beskriver arbetet, publiceras i Vetenskapens framsteg .

Han är också huvudutredare vid Texas Center for Superconductivity vid University of Houston.

"När mänsklig hud berörs, du känner det, " Yu sa för att beskriva de mänskliga förmågor som den nya enheten kan efterlikna. "Känslan har sitt ursprung i din hjärna, genom nervbanor från din hud till hjärnan."

Fynden har implikationer för neuroprotetik, såväl som för neuromorfisk beräkning, en framväxande teknologi med potential att möjliggöra informationsbehandling i stora volymer med små mängder energi genom enheter som efterliknar det elektriska beteendet hos neurala nätverk.

Inspirerad av naturen

Inspirerad av naturen, forskarna designade konstgjorda synaptiska transistorer – det vill säga, transistorer som fungerar på samma sätt som neuroner – som fortsätter att fungera även efter att ha sträckts upp till 50 %. Medan den resulterande neurologiska funktionen är mindre sofistikerad än den som uppvisas av dess levande motsvarigheter, de sa att det markerar ett viktigt första steg mot mer kraftfulla tekniska system i framtiden.

Transistorn, beskrevs av forskare som att de har stretchegenskaper som liknar dem i ett gummiband, uppvisade funktioner som liknar biologiska synapser, inklusive excitatorisk postsynaptisk potential, nuvarande, underlättande, och korttidsminne och långtidsminne.

Den mjuka neuroroboten var utrustad med en neurologiskt integrerad taktil sensorisk hud, låta den känna av interaktionen med den yttre miljön och svara därefter. "Neuroroboten känner av fysisk knackning och rör sig adaptivt på ett programmerat sätt genom synapsminneskodade signaler, " skrev forskarna.