Синтетические нейроны
Человеческий мозг — это удивительный орган, состоящий из 86 миллиардов нейронов, которые обмениваются сигналами с невероятной скоростью и точностью. Воспроизвести эту сложную систему долгое время казалось невозможным, но ученые из Северо-Западного университета и Технологического института Джорджии сделали значительный шаг вперед. Они создали искусственные нейроны, которые не только работают в диапазоне частот человеческих нейронов, но и интегрируются в полноценную систему восприятия. Это открытие может стать ключом к созданию более совершенных роботов и сенсорных систем.
Биомиметикие системы(от лат. bios — жизнь и mimesis — подражание) — это системы использующие природные системы при создании моделей, устройств, приборов, механизмов, технологий.
Термин «биомиметика» впервые ввёл в научную лексику американский писатель-натуралист Джанин Бениус.
Как работают искусственные нейроны
Нейроны в человеческом мозге обмениваются сигналами через электрические импульсы, которые возникают в ответ на внешние раздражители. Искусственные нейроны, разработанные учеными, имитируют этот процесс. Они состоят из органических электрохимических материалов, которые позволяют им "запускаться" в широком диапазоне частот. Как отмечает Тобин Дж. Маркс, профессор химии Северо-Западного университета, их устройство демонстрирует частотную модуляцию, в 50 раз превосходящую существующие аналоги. Это делает их более гибкими и адаптивными.
Полноценная система восприятия
Но создание искусственных нейронов — это только часть задачи. Ученые также разработали искусственные тактильные рецепторы и синапсы, которые вместе с нейронами образуют полноценную систему восприятия. Эта система способна в реальном времени обрабатывать тактильные сигналы, имитируя биологические процессы. Антонио Факкетти, профессор Школы материаловедения и инженерии Технологического института Джорджии, подчеркивает, что это первая в мире тактильная нейроморфная система, которая кодирует тактильные стимулы в нейронные сигналы и преобразует их в постсинаптические ответы.
Почему это важно
Современные роботы и сенсорные системы часто ограничены в своих возможностях из-за недостаточно развитых систем восприятия. Например, робот может выполнять сложные задачи, но ему не хватает тонкости человеческого прикосновения. Новые искусственные нейроны и система восприятия могут изменить эту ситуацию. Они открывают путь к созданию роботов, способных чувствовать и обрабатывать информацию так же, как это делает человек. Это может быть полезно в медицине, робототехнике и даже в создании протезов нового поколения.
Что дальше
Хотя достижение ученых впечатляет, впереди еще много работы. Следующим шагом станет уменьшение размеров устройств, чтобы они могли быть интегрированы в более компактные системы. Кроме того, исследователи планируют улучшить производительность и энергоэффективность искусственных нейронов. Как говорит Яо Яо, профессор инженерии Северо-Западного университета, их цель — максимально приблизиться к имитации человеческих сенсорных систем.
Исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), демонстрирует, как органическая электроника может стать мостом между биологией и технологией. Это не только научный прорыв, но и шаг к созданию умных машин, которые смогут воспринимать мир так же, как мы.
Ключевые слова: искусственные нейроны, органическая электроника, тактильное восприятие, нейроморфные системы, биомиметика.
Источник информации к: Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)
Понравилась статья, ставьте 👍 и подписывайтесь на наш канал, читайте больше новостей на тему науки и технологий.