韩国世宗大学与日本东京大学联合研发温度调制忆阻器,推动人工疼痛感知系统发展
2026-03-27 14:01
来源:世宗大学
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一个国际研究团队开发出一种新型人工伤害感受器系统,能够模拟生物伤害感受器的温度依赖性阈值调节功能。这项研究由韩国世宗大学的Hee-Dong Kim教授主导,联合日本东京大学的研究人员共同完成,相关成果已发表于《Advanced Functional Materials》期刊。

A temperature-dependent memristor enables biomimetic polymodal nociceptive functions

在仿生学领域,实现生物机制的完整硬件级仿真一直是一个重要目标。疼痛感知系统需要对外部环境做出即时响应,这对设备的操作稳定性和感知模态范围提出了较高要求。传统的人工伤害感受器在适应不同刺激方面存在局限,影响了实际应用效果。

为解决这一问题,研究团队设计了一种忆阻器设备,通过将温度依赖性与电阻开关特性相结合,实现了不同刺激模态之间的交互模拟。这种温度调制忆阻器能够捕捉生物伤害感受器中随温度变化的响应阈值特性。

在生物系统中,伤害感受器对机械刺激的响应阈值会随着温度变化而调整。例如,在高温或炎症条件下,相同的机械刺激可能引发更强烈的疼痛反应。研究人员证明,这种忆阻器的量化温度依赖性可以在单一设备中重现生物系统的阈值变化行为,从而实现更集成、更逼真的刺激-响应模拟。

通过极简的电路配置,该团队在系统层面成功演示了关键伤害感受机制,包括阈值触发响应、恢复过程、痛觉过敏现象以及温度依赖性阈值调节。这些发现为未来技术应用奠定了重要基础。

Hee-Dong Kim教授表示:“基于这项工作,我们希望弥合生物理论与实际仿生实现之间的差距,跨越多个领域,为具有实际应用的技术铺平道路。”这项研究可能推动电子皮肤、智能机器人及可穿戴设备等领域的发展,使这些系统能够更自主地检测环境危险。

出版详情:作者:Sejong University;标题:《Artificial pain sensing gets closer: One memristor links heat and touch responses》;发表于:《Advanced Functional Materials》(2026);期刊信息:《Advanced Functional Materials》。

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