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碰疼了会躲！这个植入“迷你大脑”的AI机器人，可感知疼痛，还能自我愈合

人类为什么会产生痛觉？
没错 ， 是因为大脑中枢神经 。 和触觉、温度等感觉一样 ， 我们对疼痛非常敏感 ， 当受到外界“轻微”刺激时 ， 体内的神经元产生相应的信号 ， 并传输至大脑中的中枢神经系统 ， 让我们产生痛感 。
借助这一反应机制 ， 如果给机器人植入一个“大脑” ， 是否也可以让它感知疼痛？
对于这个疑问 ， 南洋理工大学(NTU Singapore)的科学家们给出了肯定回答 。 最近 ， 他们通过一种启发大脑的方法 ， 为机器人开发了一个“迷你大脑” ， 可以让它敏感地识别“疼痛” 。
碰疼了会躲！这个植入“迷你大脑”的AI机器人，可感知疼痛，还能自我愈合文章插图
不过 ， 光是识别疼痛还不够 。
就像我们的手指不小心划破一个口子 ， 不需要专业医护人员来处理一样 。 机器人“受伤”后 ， 也需要进行“自我修复” 。
而这项功能同样被NTU团队的最新研究攻破了 ， 他们所研发的“迷你大脑” ， 可以让机器人像人类一样感知外界施加的“疼痛 ， 并修复轻微损伤 ， 不需要人工干预 。
“碰疼了”会躲的机器人人类感受到疼痛的第一反应是躲避 ， 机器人也一样 。
在展示Demo中 ， 研究人员“捏”了一下机器人的触角 ， 机器人立即采取了躲避措施 ， 说明它感知到了外界的刺激 。
碰疼了会躲！这个植入“迷你大脑”的AI机器人，可感知疼痛，还能自我愈合文章插图
这一反应是如何实现的呢？
如果让机器人能够识别外界刺激 ， 首先它需要一层覆盖全身的“皮肤” ， 而这个皮肤就是传感器系统 。
但需要注意的是 ， 传感器并不处理信息 ， 这意味它需要依靠外界的辅助设备来充当“神经元” 。 在现有研究中 ， 通常是将传感器信号 ， 发送到外界一个大型的中央处理器上集中处理 。
而这种方法也带来了不限复杂、延迟低、维护难等问题 。
为此 ， 研究人员研发研制了一种忆阻晶体管 ， 它是一种“类脑”电子设备 ， 能够对信息进行记忆和处理 。 他们将这种忆阻晶体管内置于卫星阈值调整接收器（ Satellite Threshold Adjusting Receptors ， STARs）中 ， 并提出了将其与传感器相结合的方法 。
碰疼了会躲！这个植入“迷你大脑”的AI机器人，可感知疼痛，还能自我愈合文章插图
STARs接收器对伤害性信号的处理过程
在传感器节点的网络中 ， 这些多个较小的、功能较弱的处理单元与传感器节点相连接 ， 通过对信息的实时处理 ， 降低了布线复杂性 ， 同时提高了容错率和延时问题 。
而这些处理单元就像分布在机器人皮肤上的“迷你大脑” 。 研究人员介绍称 ，
相比于传统集中式的处理方法 ， 这种分散式系统使机器人的布线数量和响应时间减少了5到10倍 。
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在分布式系统中 ， 每个处理单元通过传感器元件来处理压力信号 ， STARs负责接收局部伤害或疼痛信号 ， 而SWARM负责建立多重信号与突触神经元（Satellite Spiking Neurons ， SSNs）之间建立关联 。
其中 ， SWARM是一种卫星重量调节电阻存储器（Satellite Weight Adjusting Resistive Memories） ， 主要用来模拟生物突触信号 。
当检测到与有害刺激相关的纹理时 ， SWARM会调制神经元的放电速率 ， 并触发“躲避”反应 ， 避免潜在的身体伤害 。
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“受伤”机器人的自我修复机制更重要的 ， 这款机器人模仿了人类生物系统的工作方式 ， 可以像人类皮肤被割伤后自行愈合一样 ， 完成自我修复 。
在Demo中 ， 研究人员拔掉了机器人的电极线来代表受到的外界损伤 。


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