在人工智能与机器人技术协同发展的大趋势下,开发让机器人高效感知并响应环境的技术成为关键任务。韩国研究人员凭借新近实现的人工感觉神经系统备受瞩目,该系统无需复杂软件或电路,即可模拟生物体感觉神经系统,有望在超小型机器人和机器人假肢等领域发挥重要作用。

7月15日,韩国科学技术研究院(KAIST)宣布,由该院电气工程学院特聘教授崔信铉和忠南大学半导体融合系李钟元教授领衔的联合研究团队,成功开发出基于下一代神经形态半导体的人工感觉神经系统。该系统模拟生物体感觉神经系统功能,实现了能有效响应外部刺激的新型机器人系统,相关研究发表于《自然通讯》杂志。
在自然界中,动物(包括人类)会对重要或危险刺激敏感反应,而忽略安全或熟悉刺激,这得益于感觉神经系统的“习惯化”和“敏感化”功能。此前,人们虽尝试将生物体这些功能应用于机器人,但因需要单独软件或复杂电路,在小型化和能源效率方面面临困难。忆阻器作为新一代电子器件,虽被广泛用作人工突触,但现有忆阻器模拟神经系统复杂特性存在局限,仅允许简单单调电导率变化。
为克服这些局限,研究团队开发出新型忆阻器,能在单个设备内重现复杂神经反应模式。通过在忆阻器内部引入以相反方向改变电导率的附加层,使其能更真实模拟真实神经系统的动态突触行为。
研究团队利用新型忆阻器构建了能识别触觉和痛觉的人工感觉神经系统,并应用于机械手测试性能。实验中,机械手对反复施加的安全触觉刺激逐渐表现出习惯性,忽略刺激;当施加刺激和电击时,能识别为危险信号并做出敏感反应。这证明机器人无需复杂软件或处理器,就能像人类一样高效响应刺激,验证了开发节能神经启发机器人的可能性。
韩国科学技术研究院研究员 See-On Park 表示,使用下一代半导体模拟人类感觉神经系统,开辟了实现新概念机器人的可能,这种机器人响应外部环境更智能、更节能。该技术有望应用于下一代半导体和机器人技术的融合领域,如超小型机器人、军用机器人以及机器人假肢等医疗机器人。
更多信息: See-On Park 等人,基于三阶忆阻器的人工感觉神经系统在神经启发机器人中的实验演示,《自然通讯》(2025 年)。















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