研究進(jìn)展：智能觸覺皮膚-內(nèi)置突觸功能 石墨烯/離子凝膠 | Nature Materials
觸覺感知Tactile perception涉及慢適應(yīng)和快適應(yīng)傳入神經(jīng)元信號的預(yù)處理。在機(jī)械敏感性受體mechanoreceptors及其樹突或末梢之間，這些傳入afferent神經(jīng)元（即上行傳導(dǎo)束Ascending Pathway）表現(xiàn)出了類似突觸的相互作用，將信號傳遞到大腦。對于人工觸覺傳感系統(tǒng)來說，這些適應(yīng)和感覺記憶功能模擬，是至關(guān)重要的。
今日，韓國成均館大學(xué)Seok Ju Hong, Yu Rim Lee, Atanu Bag，Nae-Eung Lee團(tuán)隊在Nature Materials上發(fā)文，受人類觸覺傳入系統(tǒng)的啟發(fā)，提出了一種具有內(nèi)置突觸功能的人工突觸機(jī)械敏感性受體陣列，這主要是通過將突觸晶體管與還原氧化石墨烯通道、離子凝膠柵極電介質(zhì)和彈性指紋狀感受層垂直集成在一體化平臺中。
觸覺刺激的感受層和柵極電介質(zhì)之間的摩擦電-電容柵極，可以響應(yīng)于控制興奮性突觸后電流模式，實現(xiàn)信號預(yù)處理的慢適應(yīng)和快適應(yīng)特性。人工突觸機(jī)械感受器陣列，通過使用融合慢適應(yīng)和快適應(yīng)突觸后值的機(jī)器學(xué)習(xí)，展示了書寫風(fēng)格、表面模式和紋理識別，為智能皮膚提供了高數(shù)據(jù)效率和潛力。
受生物啟發(fā)的人工突觸機(jī)械敏感性受體，具有智能觸覺皮膚的內(nèi)置突觸功能。
圖1:人類和人工觸覺感知比較。
圖2:突觸還原氧化石墨烯場效應(yīng)晶體管reduced graphene oxide channel field-effect transistor，rGO-FET突觸特性的表征。
圖3:觸覺刺激過程中，人工突觸機(jī)械敏感性受體artificial synaptic mechanoreceptors，ASMRs的結(jié)構(gòu)、機(jī)制和突觸特性。
圖4:內(nèi)置突觸功能的ASMRS陣列應(yīng)用。
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