antony_w (antony_w) wrote,
antony_w
antony_w

Categories:

Искусственный нерв заставил двигаться тараканью ногу



Ученые создали искусственный электронный аналог афферентного нерва — подсоединив его к ноге таракана, авторы смогли имитировать передачу сигналов от настоящих нервов таракана и заставили его ногу двигаться. Исследование опубликовано в журнале Science.

Одна из главных особенностей современных протезов заключается в том, что они позволяют не просто манипулировать объектами, но и получать осязательную отдачу от таких взаимодействий. Несмотря на то, что такие разработки уже существуют, пока их чувствительность не может передавать те же ощущения, что и осязание через настоящие механорецепторы. Одним из основных подходов, которые могут позволить создать протезы, максимально похожие на настоящие конечности, считается полная имитация механизмов, лежащих в основе тактильного восприятия.

Исследователи под руководством Тхэ-У Ли (Tae-Woo Lee) из Сеульского университета создали искусственный аналог афферентного нерва, отвечающего в том числе за передачу сигналов при прикосновении к объектам. По сути, ученые реализовали в устройстве три электронных аналога настоящих объектов: механорецепторов, регистрирующих давление на кожу; нервного волокна, собирающего сигналы с рецепторов и преобразующего их в потенциал действия; а также синапса, превращающего потенциалы действия в постсинаптический потенциал, который можно использовать для взаимодействия с эфферентными нервами и управления мышцами.



Сравнение человеческих афферентных нервов с разработанным аналогом

Функцию механорецепторов исследователи реализовали с помощью резистивных датчиков давления. Датчик состоит из плоского золотого электрода и располагающегося над ним электрода из углеродных нанотрубок, поверхность которого состоит из множества пирамидок. При увеличении давления площадь контакта между электродами увеличивается, а электрическое сопротивление уменьшается, что позволяет измерить величину давления.

После регистрации давления этот сигнал подается на кольцевой осциллятор, преобразующий его в последовательность импульсов, в которой частота импульсов кодирует величину давления. Этот элемент немного отличается от своего биологического прообраза, потому что вместе с увеличением давления увеличивается не только частота, но и амплитуда сигнала, что не похоже на настоящий потенциал действия в живых организмах. Сигналы с нескольких кольцевых осцилляторов собираются в транзисторе, имитирующем синапс, и преобразуются в постсинаптический потенциал.

Авторы работы показали, что эта система позволяет определить не только само прикосновение, но и его направление его движения. Также они продемонстрировали, что массив из датчиков может определять символы алфавита Брайля. Кроме того, ученые присоединили устройство к эфферентным нервам в отрезанной ноге таракана, и показали, как эти сигналы заставляют мышцы в ноге сокращаться:



Недавно американские исследователи создали искусственный синапс, который может не только проводить сигналы, но и имитировать синаптическую пластичность. Считается, что именно этот эффект является ключевым в процессе обучения.

Tags: технологии
Subscribe

Posts from This Journal “технологии” Tag

promo antony_w август 17, 2014 11:48 18
Buy for 10 tokens
Есть блог, в котором написано много постов про роботов: ссылка И там есть несколько статей о замене рабочих мест человека роботами: Уже к 2018 году роботы отберут у человека часть профессий Рабский труд без зарплаты Армия роботов: зачем она нужна обильной людьми Поднебесной и кому может…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 1 comment