突触晶体管可以增强机器人、可穿戴设备的功能

离散传感器洞察

• 宾夕法尼亚州立大学的研究人员开发了一种可穿戴式突触晶体管，以改善机器人和可穿戴设备的设备记忆。
• 这将有助于这些设备加强信号，削弱其他信号，通过模仿人脑的行为来优化设备性能。

随着宾夕法尼亚州立大学工程师开发的可伸缩可穿戴突触晶体管的加入，机器人和可穿戴设备可能会变得更智能。该设备的工作原理类似于大脑中的神经元，向某些细胞发送信号，并抑制其他细胞，以增强或削弱设备的记忆。

在工程科学与力学Dorothy Quiggle职业发展副教授、生物医学工程和材料科学与工程副教授余存江的带领下，该团队设计了突触晶体管，将其集成到机器人或可穿戴设备中，并使用人工智能优化功能。详情刊登在电子性质．

Yu说:“使用突触晶体管的机器人和可穿戴设备可以模仿人脑，利用其人造神经元来‘学习’并适应它们的行为。”“例如，如果我们的手被炉子烫伤了，它会很疼，我们知道下次要避免碰它。同样的结果也可能出现在使用突触晶体管的设备上，因为人工智能能够‘学习’并适应环境。”

据Yu介绍，该装置中的人造神经元被设计成像腹侧被盖区神经元一样工作，腹侧被盖区是人脑中位于脑干最上部的一小部分。神经元通过在突触(通常位于神经细胞末端)释放神经递质来处理和传递信息。兴奋性神经递质触发其他神经元的活动，与增强记忆有关，而抑制性神经递质降低其他神经元的活动，与削弱记忆有关。

“与大脑的其他区域不同，腹侧被盖区的神经元能够同时释放兴奋性和抑制性神经递质，”Yu说。“通过设计突触晶体管，同时具有两种突触行为，与传统的集成电子技术相比，需要更少的晶体管，这简化了系统架构，并允许设备节省能量。”

为了模拟柔软、有弹性的生物组织，研究人员使用了可拉伸的双层半导体材料来制造该设备，使其在使用时可以拉伸和扭曲。另一方面，传统晶体管是刚性的，在变形时会断裂。

Yu说:“晶体管在机械上可变形，在功能上可重新配置，但在广泛拉伸时仍能保持其功能。”“它可以附着在机器人或可穿戴设备上，作为它们的最外层皮肤。”

-由Chris Vavra编辑，网页内容经理，控制工程， CFE媒体与技术，cvavra@cfemedia.com．

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