Cov kws tshawb fawb tau tsim ib qho kev paub txog paj hlwb uas tuaj yeem ua cov ntaub ntawv zoo ib yam li tib neeg lub cev thiab nws tuaj yeem muab kev nkag siab zoo ntawm kev kov rau cov ceg tawv.
Peb cov tawv nqaij, lub cev loj tshaj plaws, tseem yog qhov tseem ceeb tshaj plaws vim tias nws npog tag nrho peb lub cev, tswj peb lub cev kub thiab tiv thaiv peb ntawm cov teeb meem sab nraud xws li lub hnub, qhov kub thiab txias, kab mob thiab lwm yam. Peb cov tawv nqaij tuaj yeem nthuav dav thiab kho nws tus kheej. Cov tawv nqaij kuj tseem ceeb heev vim nws muab kev nkag siab ntawm kev kov los ntawm peb tuaj yeem txiav txim siab. Daim tawv nqaij yog ib qho nyuaj rau kev nkag siab thiab teeb liab rau peb.
Hauv kev tshawb fawb luam tawm hauv Science, cov kws tshawb fawb coj los ntawm Prof Zhenan Bao ntawm Stanford University thiab Seoul National University tau tsim ib qho dag sensory paj hlwb uas yuav yog ib tug loj kauj ruam ntawm tsim "artificial tawv nqaij" rau niam ntiav cov ceg tawv uas tuaj yeem kho qhov hnov qab thiab ua raws li daim tawv nqaij ib txwm. Qhov nyuaj ntawm txoj kev tshawb no yog yuav ua li cas ua tau zoo ntawm peb cov tawv nqaij uas muaj ntau yam khoom tshwj xeeb. Qhov tshwj xeeb uas nyuaj tshaj plaws rau kev sim yog qhov uas peb cov tawv nqaij ua zoo li tus ntse hnov mob network uas thawj zaug xa cov kev xav mus rau lub hlwb thiab tseem hais kom peb cov nqaij ntshiv los ntawm reflex kom txiav txim siab sai. Piv txwv li, ib tug kais ua rau lub luj tshib cov leeg mus rau stretch, thiab sensors nyob rau hauv cov leeg no xa impulse mus rau lub hlwb los ntawm ib tug neuron. Cov neuron ces xa cov cim qhia rau cov synapses. Lub synaptic network hauv peb lub cev lees paub tus qauv ntawm kev ncab sai sai hauv cov leeg thiab xa tawm ob lub cim ib txhij. Ib lub teeb liab ua rau lub luj tshib cov leeg sib cog lus raws li qhov kev xav thiab lub teeb liab thib ob mus rau lub hlwb kom qhia txog qhov kev xav no. Tag nrho cov xwm txheej no tshwm sim hauv yuav luag ib feem ntawm ob. Kev ua raws li qhov nyuaj ntawm kev hnov qab cov paj hlwb nrog rau tag nrho cov haujlwm ua haujlwm hauv lub network ntawm neurons tseem tseem nyuaj.
Cov paj hlwb tshwj xeeb uas "mimics" qhov tiag
Cov kws tshawb fawb tau tsim ib qho kev hnov lus tsis zoo uas tuaj yeem rov ua dua li cas tib neeg lub paj hlwb ua haujlwm. Lub "artificial paj hlwb" tsim los ntawm cov kws tshawb fawb tau muab peb cov khoom sib xyaw ua ke rau hauv daim ntawv tiaj tus, hloov tau yooj yim ntsuas ob peb centimeters. Cov khoom siv no tau piav qhia yav dhau los. Thawj feem yog kov sensor uas tuaj yeem ntes quab yuam thiab siab (txawm tias cov mini). Qhov no sensor (ua los ntawm organic polymers, carbon nanotubes thiab kub electrodes) xa cov teeb liab los ntawm ib feem thib ob, hloov pauv hluav taws xob neuron. Ob qho tib si cov khoom no tau txhim kho thiab txhim kho cov qauv ntawm qhov tsim los ntawm tib cov kws tshawb fawb ua ntej. Sensory signals generated thiab dhau los ntawm ob lub Cheebtsam no yog xa mus rau ib feem peb, ib tug dag synaptic transistor uas yog qauv raws nraim li tib neeg synapses nyob rau hauv lub hlwb. Tag nrho peb cov khoom no yuav tsum ua haujlwm sib koom ua ke thiab ua kom pom qhov kawg ua haujlwm yog qhov nyuaj tshaj plaws. Tiag tiag biological synapses relay teeb liab thiab khaws cov ntaub ntawv uas yuav tsum tau txiav txim siab. Qhov no synaptic transistor "ua" cov haujlwm no los ntawm kev xa hluav taws xob teeb liab mus rau synaptic transistor los ntawm kev siv cov paj hlwb hluav taws xob. Yog li ntawd, qhov kev tsim khoom tsim no kawm paub txog thiab hnov mob rau qhov kev nkag siab ntawm lub cev raws li kev siv zog thiab zaus ntawm cov teeb liab qis, tsuas yog yuav ua li cas lub cev nqaij daim tawv yuav ua li cas hauv lub cev muaj sia. Qhov tshiab ntawm txoj kev tshawb no yog yuav ua li cas cov peb tus kheej cov khoom uas paub yav dhau los tau ua tiav rau thawj zaug kom xa cov txheej txheem cohesive.
Cov kws tshawb fawb tau sim lub peev xwm ntawm cov kab ke no los tsim cov reflexes thiab tseem hnov qab. Hauv ib qho kev sim lawv txuas lawv cov paj hlwb mus rau ib tug kab laug sab ceg thiab siv lub siab me me rau lawv qhov kov sensor. Cov hluav taws xob neuron hloov cov teeb liab sensor rau hauv cov teeb liab digital thiab dhau los ntawm cov synaptic transistor. Qhov no ua rau tus kab laum ceg twitch raws li qhov siab nce lossis txo qis hauv qhov kov sensor. Yog li, qhov teeb tsa khoom tsim no yeej qhib lub twitch reflex. Hauv kev sim thib ob, cov kws tshawb fawb tau nthuav tawm lub peev xwm ntawm cov paj hlwb hauv kev tshawb pom qhov sib txawv ntawm qhov sib txawv los ntawm kev muaj peev xwm sib txawv ntawm cov ntawv Braille. Hauv lwm qhov kev sim lawv dov lub tog raj kheej hla lub sensor nyob rau hauv cov lus qhia sib txawv thiab muaj peev xwm txheeb xyuas qhov tseeb ntawm cov lus tsa suab. Yog li, cov cuab yeej no tuaj yeem txhim kho kev paub txog cov khoom thiab cov ntaub ntawv tactile zoo xws li kev paub txog kev ntxhib los mos, kev nyeem ntawv braille thiab qhov txawv ntawm cov khoom.
Yav tom ntej ntawm Artificial paj hlwb
Lub tshuab paj hlwb no yog nyob rau theem pib heev thiab tsis tau mus txog theem complexity uas yuav tsum tau tab sis tau muab kev cia siab loj heev rau kev tsim cov tawv nqaij npog. Nws yog tseeb hais tias xws li "cov ntaub npog" tseem yuav xav tau cov cuab yeej los kuaj xyuas cov cua sov, kev vibration, siab thiab lwm yam quab yuam thiab kev xav. Lawv yuav tsum muaj lub peev xwm zoo ntawm kev nkag mus rau hauv cov hloov pauv hloov pauv kom lawv tuaj yeem cuam tshuam nrog lub hlwb. Yuav kom ua raws li peb cov tawv nqaij, cov cuab yeej yuav tsum muaj kev sib koom ua ke thiab kev ua haujlwm ntau dua uas yuav ua rau nws ruaj khov thiab txhim khu kev qha.
Qhov kev siv tshuab paj hlwb no tuaj yeem ua rau muaj txiaj ntsig zoo rau prosthetics thiab kho cov kev xav hauv amputees. Cov khoom siv dag zog tau txhim kho ntau lub xyoo nrog ntau dua 3D tshuab luam ntawv muaj thiab ntau lub tshuab ua haujlwm robotic. Txawm hais tias cov kev hloov kho tshiab no, feem ntau cov khoom siv prosthetic muaj nyob rau niaj hnub no yuav tsum tau tswj nyob rau hauv ib qho kev ntxhib los mos vim lawv tsis muab qhov kev txaus siab zoo rau lub hlwb vim tias tsis muaj kev sib koom ua ke ntawm intricacies ntawm loj heev tib neeg lub paj hlwb. Cov cuab yeej tsis muab tawm tswv yim thiab yog li tus neeg mob xav tias tsis txaus siab thiab muab pov tseg sai lossis tom qab. Xws li cov paj hlwb siv tshuab thaum ua tiav rau hauv cov khoom siv tes ua yuav xa cov ntaub ntawv kov rau cov neeg siv thiab yuav pab muab cov neeg mob nrog kev paub zoo dua. Cov cuab yeej no yog ib kauj ruam loj ntawm kev ua rau cov tawv nqaij zoo li lub ntsej muag neural tes hauj lwm rau ntau yam kev siv los ntawm kev tso cai rau lub zog ntawm reflex thiab kov lub siab.
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{Koj tuaj yeem nyeem cov ntawv tshawb fawb thawj zaug los ntawm nyem rau ntawm DOI qhov txuas tau muab hauv qab no hauv cov npe ntawm cov khoom raug suav nrog}
Qhov (s)
Yeongin K et al. 2018. Ib tug bioinspired saj zawg zog organic dag afferent paj hlwb. Science. https://doi.org/10.1126/science.aao0098
