人工神经元控制的捕蝇草
瑞典的一个研究小组已经成功地使用3D打印的人工神经元来控制捕蝇草的运动 ， 这将有助于未来医疗设备和脑机接口的发展 。
捕蝇草
现有的硅基电路和器件 ， 如当前计算机中使用的硅基电路和器件 ， 由于其复杂性、生物相容性差和能效低 ， 难以与生物系统集成 。 相比之下 ， 人工神经元是基于有机生物的电化学晶体管 ， 这更接近于生物学中发现的电信号系统 。
“人脑是有史以来最先进的计算机之一 ， ”瑞典林雪平大学副教授、该研究的资深作者西蒙娜·法比亚诺说 。 “它有大量的内存 ， 在消耗很少的能量的情况下处理信息和做决定非常出色 。 相反 ， 人造超级计算机体积庞大 ， 消耗大量能源 。 ”
该团队创造一个接近大自然优雅和高效的人工神经元 。 普通的神经元或神经细胞是通过电流来运作的 ， 电流与细胞内外的某些带电离子紧密相连 。 人工神经元使用有机电化学晶体管 ， 由离子浓度的峰值控制 ， 类似于生物神经元 。
法比亚诺说 ， “与基于硅的人工神经元相比 ， 这种新的机制更容易制造 ， 成本也更低 。 它还可以在较低的电压下工作 ， 从而节省能源 ， 并可以直接与生物神经元接口 。 ” 研究人员将人工神经元与捕蝇草的细胞整合在一起 。 当植物表面敏感的毛发在很短的时间内(大约30秒左右)被刺激两次时 ， 引起细胞内离子的释放和运动反应 ， 这些食肉植物就会“啪”的一声关闭 ， 以捕获它们的昆虫猎物 。 研究人员模拟了这种生物机制 ， 用高输入电流刺激人工神经元 ， 产生高的放电频率 ， 触发捕蝇草突然关闭 。 当用低输入电流刺激时 ， 触发频率不达到阈值 ， 捕蝇草保持打开状态 。
这种人工神经元具有潜在的应用前景 ， 从植入式医疗设备到假肢、脑机接口和智能软机器人 。 作者在研究中写道:“将人工设备与生物系统连接起来的能力对这些领域的成功至关重要 。 ”“神经元和突触是我们大脑的组成部分 ， ”法比亚诺解释道 。 “如果能够用电子设备模拟生物神经元的功能 ， 那么人工智能技术的发展将成为可能 。 ”
本文参考cosmosmagazine文章 ， “Venus flytraps doing theneuron dance” ， 如有兴趣还可查阅原文 。
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