Международная команда исследователей использовала свойства кожи головоногих моллюсков для создания искусственного аналога, показавшего как эластичность, так и сложные неврологические функции. Об этом сообщает портал TechXplore. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.

Кожа головоногих морских существ, таких как осьминоги, кальмары и каракатицы, эластична и обладает высокой способностью этих существ к ощущениям и реагированию на окружающую среду. Исследования под общим руководством Университета штата Пенсильвания (США) использовало эти свойства для создания искусственной кожи, которая имитирует как эластичность, так и разнообразные неврологические функции, с потенциальными применениями для нейроробототехники, кожных протезов, искусственных органов и многого другого.

Научная команда под руководством профессоров Цуньцзяна Ю и Дороти Куиггл опубликовала свои выводы в Proceedings of the National Academy of Sciences. В число соавторов исследования, помимо сотрудников Университета штата Пенсильвания, вошли специалисты Хьюстонского университета, а также Школы машиностроения и аэрокосмической техники Национального университета Кёнсан (Южная Корея), Шэньчжэньского института Цинхуа-Беркли и Школы физических наук и технологий Ланьчжоуского университета (КНР).

Исследователи отметили, что кожа головоногих способна успешно выдерживать сложные деформации, такие как расширение, сжатие, изгиб и скручивание. Она также обладает значительными когнитивными функциями восприятия и реагирования, которые позволяют коже ощущать свет, реагировать и маскировать своего владельца. Оба этих качества одновременно, по словам Ю, в ранее созданных образцах искусственной кожи до сих пор ни один из них не продемонстрировал, а подобное сочетание крайне необходимо для передовых биоэлектронных кожных устройств с искусственным интеллектом.

«Несмотря на то, что недавно было разработано несколько устройств с искусственной камуфляжной кожей, им не хватает важных нецентрализованных нейроморфных возможностей обработки и познания, а материалы с такими возможностями не обладают надежными механическими свойствами. Наши недавно разработанные устройства и искусственные нервные системы, чувствительные к прикосновению и свету, сохраняют эти нейроморфные функции при двухосном растяжении», – отметил Ю.

Чтобы добиться гибкости и растяжимости, исследователи сконструировали синаптические транзисторы полностью из эластомерных материалов. Эти резиновые полупроводники работают подобно нейронным соединениям, обмениваясь важными сообщениями для общесистемных нужд, невосприимчивых к физическим изменениям в структуре системы.

По словам Ю, ключом к созданию систем на основе искусственной кожи, обладающей как когнитивными, так и эластичными свойствами, было использование эластомерных каучуковых материалов для каждого компонента. Этот подход привел к созданию устройства, которое способно успешно демонстрировать и поддерживать неврологическое синаптическое поведение, такое как восприятие изображений и запоминание, даже при растяжении, скручивании и нажатии на 30% сверх естественного состояния покоя.

«Реализация нейроморфных функций в этих устройствах открывает дверь для будущего направления в сторону более мощных биомиметиков. Нашу методологию внедрения когнитивных функций в устройства «умной кожи» можно экстраполировать на многие другие области, включая носимые нейроморфные вычислительные устройства, искусственные органы, эластичную нейроробототехнику и кожные протезы для интеллектуальных систем следующего поколения», – подчеркнул Ю.

Стоит также отметить, что среди организаций, финансово поддержавших эту научную работу, значится Программа молодых исследователей Управления военно-морских исследований США.

Вам может понравиться

Инженеры MIT разработали универсальный код оптимизации для автономных роботизированных систем

Специалисты Массачусетского технологического института (MIT) в США разработали новый универсальный инструмент проектирования, который может быть применен к моделированию практически любой автономной роботизированной системы для повышения ее производительности. Об этом сообщает

Учёные: саранча поможет определять раковые опухоли

В диагностике онкологических заболеваний в будущем могут произойти изменения. Выявлять раковые клетки будут с помощью технологии, которую разработают на основе работы мозга саранчи. Учёные из США выяснили, что насекомое способно

Исследователи в США открыли возможность 3D-печати «органической электроники»

Исследовательская группа в Университете Хьюстона (США) разработала технологию многофотонной литографии органических полупроводниковых устройств для 3D-печати гибких электронных схем, биосенсоров и биоэлектроники. Об этом сообщает портал TechXplore. Перевод основных положений публикации
Погода в России: