可伸缩、可穿戴突触晶体管使机器人变得更加智能

宾夕法尼亚州立大学的工程师团队创造了一种有弹性的可穿戴突触晶体管，可以使机器人和可穿戴设备变得更加智能。 该团队开发的设备就像大脑中的神经元一样工作，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。 

该研究由工程科学与力学多萝西·奎格尔职业发展副教授、生物医学工程和材料科学与工程副教授余存江领导。 

该研究发表于 自然电子. 

设计突触晶体管

该团队设计的突触晶体管可以集成到机器人或可穿戴设备中，并且可以使用人工智能（AI）来优化功能。 

“利用突触晶体管来模仿人类大脑，机器人和可穿戴设备可以利用其人工神经元来‘学习’并适应它们的行为，”于说。 “例如，如果我们的手被炉子烫伤，就会很痛，我们知道下次要避免碰它。 使用突触晶体管的设备也可能获得相同的结果，因为人工智能能够“学习”并适应其环境。” 

镜像人脑 

于说，该设备中的人工神经元被设计为像腹侧被盖区的神经元一样工作，腹侧被盖区是人脑的一小部分。 神经元首先通过在突触处释放神经递质来处理和传输信息，突触通常位于神经细胞末端。 兴奋性神经递质随后会触发其他神经元的活动，并与增强记忆有关。 另一方面，抑制性神经递质会减少其他神经元的活动，这意味着它们与记忆力减弱有关。 

“与大脑的所有其他区域不同，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，”于说。 “通过设计突触晶体管同时操作两种突触行为，与传统的集成电子技术相比，需要更少的晶体管，从而简化了系统架构并允许设备节省能源。” 

研究人员想要模拟柔软、有弹性的生物组织，因此他们依靠可拉伸双层半导体材料来制造该设备。 这使其能够在使用时拉伸和扭曲。 但传统的晶体管太硬，变形时就会破裂。” 

“晶体管可机械变形且功能可重新配置，但在广泛拉伸时仍保留其功能。” 于曰。 “它可以连接到机器人或可穿戴设备上，作为它们最外层的皮肤。”