不集中处理的计算和响应技术

受章鱼的启发，北卡罗来纳州立大学的研究人员开发了一种名为“软触觉逻辑”的结构，它可以在没有任何集中处理的情况下感知、计算和响应，具有机器人和计算机的特征。这项新技术有望用于各种应用，从软机器人到假肢设备。

“我们称之为‘软触觉逻辑’，并开发了一系列原型，展示了它在材料层面(传感器接收输入)做出决策的能力，而不是依赖于一个集中的、基于半导体的逻辑系统，”北卡罗来纳州立大学化学和生物分子工程学教授迈克尔·迪基(Michael Dickey)说。

“我们的方法受到了章鱼的启发，章鱼有一个集中的大脑，但在它们的手臂上也有重要的神经元结构。这就提出了一种可能性，即手臂可以在没有大脑直接指令的情况下，根据感觉输入‘做出决定’。”

柔软触觉逻辑原型的核心是一个共同的结构:在不同温度下改变颜色的颜料，混合成柔软的、可拉伸的硅胶形式。这种染色的硅酮含有充满金属的通道，这些金属在室温下是液体，有效地创造了一个柔软的电线神经系统。

按压或拉伸硅胶会使液态金属变形，从而增加其电阻，从而在电流通过时提高其温度。较高的温度会引发周围温度敏感染料的颜色变化。换句话说，整个结构具有可调的触摸和应变传感手段。

研究人员还开发了柔软的触觉逻辑原型，其中同样的动作-通过触摸使液态金属变形-将电能重新分配到网络的其他部分，从而使材料改变颜色，激活马达或打开灯。触摸一个硅胶点与触摸两个硅胶点会产生不同的反应;通过这种方式，系统对触摸进行简单的逻辑响应。

迪基说:“这是一个概念证明，展示了一种新的思考方式，即我们如何将决策设计融入软材料。”“有些生物体可以在不依赖于严格的中央处理器的情况下做出决定。模仿这种模式，我们展示了基于材料的分布式逻辑，完全使用软材料。”

受生物系统中发现的复杂传感器和致动器的启发，研究人员目前正在探索制造更复杂软电路的方法。

马特·希普曼，研究沟通主管;北卡罗莱纳州立大学。克里斯·瓦夫拉编辑，制作编辑，控制工程， CFE传媒，cvavra@cfemedia.com。

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