Искусственная нервная система для роботов позволяет им чувствовать прикосновения

Команда исследователей из Корейского института передовых технологий (KAIST) создала искусственную сенсорную нервную систему, которая позволяет роботам по-разному реагировать на безопасные и потенциально опасные прикосновения.

Разработка основана на нейроморфном полупроводнике — новом типе мемристора, способном обрабатывать внешние стимулы без использования сложного программного обеспечения и высокой вычислительной мощности.

В живых организмах аналогичные реакции регулируются за счёт процессов гиббитации (ослабления реакции на повторяющиеся нейтральные раздражители, например, шум или прикосновение одежды) и сенситизации (усиления реакции на потенциальную угрозу, например, боль или резкое прикосновение). Исследователям удалось смоделировать эти биологические механизмы на уровне электронной схемы.

Ключевым компонентом стал усовершенствованный мемристор, который в отличие от прежних версий может изменять проводимость не только в одном направлении, но и в обратном. Это позволяет устройству постепенно снижать чувствительность к повторяющимся раздражителям, но быстро активироваться при наличии болевого сигнала.

Система была протестирована на искусственной руке. Изначально она реагировала на каждое прикосновение, однако при повторении безопасных стимулов чувствительность снижалась. При добавлении болевого раздражителя (электрического импульса) реакция резко усиливалась.

По словам авторов, это доказательство того, что компактные и энергоэффективные сенсорные системы для роботов могут функционировать без мощных вычислительных ресурсов, что открывает новые перспективы в развитии робототехники и нейроинженерии.