新型软多功能传感器标志着物理人工智能向前迈进了一步

Josiah02 · 发表于 2024-7-16 08:28:44

　　由阿斯兰·米里耶夫博士领导的本·古里安大学内盖夫物理人工智能 (PAI) 实验室的研究人员开发出了多功能材料传感器，可以模拟自然系统的复杂功能，推动物理人工智能领域的发展。
　　与专注于计算和数据处理的数字人工智能不同，物理人工智能 (PAI) 将物理结构与计算智能相结合，创造出能够与环境进行动态交互的栩栩如生、自主的软机器人。多功能性是 PAI 的核心特征，类似于各种自然器官和部件的多面作用。
　　传统的合成多功能设备制造方法往往会导致特性不完整，难以实现真正的生物模拟性能。开发能够响应不同刺激的材料、精确的增材制造以及通过不同的内部机制处理信号的能力对于实现这一目标至关重要。
　　Miriyev 博士的团队取得了重大突破，开发出可 3D 打印的高混合离子电子电导率复合材料 (ISMC)，这种材料具有与生物相似的多功能性。ISMC 可以通过离子和电子传输电荷，使它们能够同时处理不同的信号。
　　这些材料由高导电性离子凝胶和单壁碳纳米管制成，可以精确地通过 3D 打印成复杂的形状，使其成为制造多功能、柔软的多功能设备的理想选择。
　　Miriyev 博士说：“这些类似生物的传感器在需要精确和多功能传感能力的领域具有巨大的潜在应用。”
　　“可能性非常广泛，从机器人技术（它们可以实现更逼真、更灵敏的交互）到医疗保健（它们可以用于先进的诊断工具）。我们基于 ISMC 的精确 3D 打印多功能传感器可以显著增强我们在各个领域的传感应用。”
　　该研究结果发表在《化学工程杂志》上，题为“用于软多功能设备的3D可打印高混合导电离子凝胶复合材料”。
　　论文第一作者 Sergey Nechausov 博士在光聚合物基质中使用了咪唑基离子液体，以实现高离子和电子电导率。由此产生的 ISMC 被展示为多功能微金字塔压力-温度传感器，在广泛的温度和压力范围内具有高灵敏度。
　　“得益于 ISMC 的化学成分和先进的光流变行为，我们可以精确地 3D 打印几乎任何形状的多功能传感器，”Nechausov 博士说。
　　“此类传感器既可在交流电下工作，也可在直流电下工作，并且能够对多种刺激提供精确、独特的响应，因此用途非常广泛。我们的传感器使智能系统能够以更复杂、更细致的方式与环境互动。”
　　研究人员计划进一步改进这些传感器，探索更多功能并提高其性能，以适应更广泛的应用。未来的发展包括创建可 3D 打印的人造皮肤和增加驱动能力，以开发用于软机器人、触觉、医疗保健等领域的身体智能软系统。他们还旨在整合基于学习的方法来控制这些感觉运动系统，朝着软机器人自主化的方向发展。

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