受章魚的啟發(fā) 研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種結(jié)構(gòu)

受章魚的啟發(fā)，研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種結(jié)構(gòu)，可以在沒有任何集中處理的情況下感知，計(jì)算和響應(yīng) - 創(chuàng)建一個(gè)不是機(jī)器人而不是計(jì)算機(jī)的設(shè)備，但具有兩者的特征。這項(xiàng)新技術(shù)有望用于各種應(yīng)用，從軟機(jī)器人到假肢裝置。

“我們稱之為'軟觸覺邏輯 '，并開發(fā)了一系列原型，展示了其在材料層面做出決策的能力 - 傳感器正在接收輸入 - 而不是依賴于集中的，基于半導(dǎo)體的邏輯系統(tǒng)，” Michael Dickey，北卡羅萊納州立大學(xué)化學(xué)與生物分子工程學(xué)院鋁合金教授的共同撰稿人。

“我們的方法受章魚的啟發(fā)，章魚具有集中的大腦，但在整個(gè)手臂中也有明顯的神經(jīng)元結(jié)構(gòu)。這提高了手臂可以根據(jù)感覺輸入做出決定的可能性，而無(wú)需大腦的直接指導(dǎo)。”

軟觸覺邏輯原型的核心是一種常見的結(jié)構(gòu)：在不同溫度下改變顏色的顏料，混合成柔軟，可拉伸的硅膠形式。有色硅膠含有充滿金屬的通道，這些金屬在室溫下呈液態(tài)，有效地形成了一種柔軟的電線神經(jīng)系統(tǒng)。

壓制或拉伸硅樹脂使液態(tài)金屬變形，這增加了其電阻，當(dāng)電流通過時(shí)升高其溫度。較高的溫度會(huì)引起周圍溫度敏感染料的顏色變化。換句話說，整體結(jié)構(gòu)具有可調(diào)節(jié)的感應(yīng)觸摸和應(yīng)變的手段。

研究人員還開發(fā)了軟觸覺邏輯原型，其中同樣的動(dòng)作 - 通過觸摸使液態(tài)金屬變形 - 將電能重新分配到網(wǎng)絡(luò)的其他部分，從而導(dǎo)致材料改變顏色，激活電機(jī)或打開燈。在一個(gè)位置觸摸硅膠會(huì)產(chǎn)生與觸摸兩個(gè)點(diǎn)不同的響應(yīng); 以這種方式，系統(tǒng)響應(yīng)于觸摸執(zhí)行簡(jiǎn)單的邏輯。

“這是一個(gè)概念證明，它展示了一種思考如何將決策制定成軟材料的新方法，”Dickey說。

“有些生物可以在不依賴剛性集中處理器的情況下做出決策。模仿這種模式，我們已經(jīng)使用完全柔軟的材料展示了基于材料的分布式邏輯。”

研究人員目前正在探索制造更復(fù)雜的軟電路的方法，其靈感來(lái)自生物系統(tǒng)中的復(fù)雜傳感器和執(zhí)行器。