仿生内置突触功能人工机械感受器助力智能触觉皮肤的关键突破

触觉感知中信号预处理极为关键，为解决人工触觉传感系统模拟相关功能的问题，研究人员开展仿生触觉传入系统研究。他们制备出含内置突触功能的人工突触机械感受器阵列，能实现多种识别，为智能皮肤发展带来潜力。

　　触觉感知（Tactile perception）涉及来自慢适应性（slowly adapting）和快适应性（fast - adapting）传入神经元信号的预处理。这些神经元的机械感受器与其树突或末端之间存在类似突触的相互作用，进而将信号传输至大脑。对人工触觉传感系统而言，模拟这些适应性和感觉记忆功能至关重要。受人类触觉传入系统启发，研究人员在一体化平台上，将具有还原氧化石墨烯（reduced graphene oxide）通道的突触晶体管、离子凝胶（ionogel）栅极电介质和弹性体指纹状感受层垂直集成，制备出具有内置突触功能的人工突触机械感受器（artificial synaptic mechanoreceptors）阵列。感受层与栅极电介质之间的摩擦电 - 电容门控（Triboelectric - capacitive gating）可响应触觉刺激，控制兴奋性突触后电流（excitatory post - synaptic current）模式，实现信号预处理的慢适应和快适应特性。该人工突触机械感受器阵列通过融合慢适应和快适应突触后值，借助机器学习展示出手写风格、表面图案和纹理辨别能力，具有高数据效率，为智能皮肤发展提供了潜力。