人工ニューロンを使用したロボットによる人間のようなセンシング

ノースウェスタン大学とジョージア工科大学の間の新しいコラボレーションにより、人間の神経反応を模倣し、よりスマートなロボットと高度な感覚システムへの道を開く人工電気化学ニューロンの開発につながりました。

科学者は、感覚ニューロンネットワークの複雑さのために、有機電子機器を使用して人間の認識を再現するのに長い間苦労してきました。しかし、ノースウェスタン大学とジョージア工科大学の研究者による画期的な研究により、この目標に近づきました。チームは、ヒトニューロンの周波数範囲内で動作する高性能有機電気化学ニューロン（OECN）を開発し、人工センシングの前例のない進歩を提供しました。

このニューロンは、有機材料を人工タッチ受容体とシナプスと統合する完全な人工知覚システムの一部を形成します。このシステムは、リアルタイムの触覚信号センシングと処理を可能にし、生物学的タッチ知覚を模倣します。国立科学アカデミーの議事録に掲載されたこの研究は、感覚能力を大幅に向上させることにより、インテリジェントロボット工学に革命をもたらす可能性があります。

「この研究は、オーガニックエレクトロニクスの大きな飛躍と、生物学と技術の橋渡しにおける彼らの役割を示しています」と、北西部のエンジニアリング教授兼主著者であるヤオ・ヤオは述べています。「私たちは、フットプリントの削減と並外れた性能を備えた人工ニューロンを設計しました。実際の生物学的プロセスを綿密に複製する神経形成触覚認識システムを可能にします。」

人工神経回路の重要な課題は、射撃頻度が限られていることです。北西部の有名な材料科学者である共著者のトービン・J・マークスによると、狭い範囲内の既存の人工回路は機能します。「当社の合成ニューロンは、前例のない発火周波数変調を実現し、現在の有機電気化学的神経回路の50倍広い範囲を提供します」とマークスは説明しました。

ジョージア工科大学の教授である著者であるアントニオ・ファクチェッティは、ブレークスルーの重要性を強調しました。「これは、人工ニューロンを使用した最初の完全な神経球触覚認識システムです」と彼は言いました。「触覚刺激をリアルタイムでニューロンシグナルにエンコードし、シナプス後の応答に変換できます。」

チームは、オーガニック合成、電子機器、回路設計の専門知識を統合することにより、人間の感覚ネットワークの複製に向けて重要な一歩を踏み出しました。将来の進歩は、さらなる小型化に焦点を当て、人工センシングが人間の脳の860億ニューロンの複雑さを模倣することに近づきます。