పరిశోధకులు కృత్రిమ ఇంద్రియ నాడీ వ్యవస్థను అభివృద్ధి చేశారు, ఇది మానవ శరీరానికి సమానమైన సమాచారాన్ని ప్రాసెస్ చేయగలదు మరియు ఇది కృత్రిమ అవయవాలకు స్పర్శ భావాన్ని ప్రభావవంతంగా అందిస్తుంది.
మన చర్మం, శరీరం యొక్క అతి పెద్ద అవయవం, ఇది మన మొత్తం శరీరాన్ని కప్పి ఉంచడం, మన శరీర ఉష్ణోగ్రతను నియంత్రిస్తుంది మరియు సూర్యుడు, అసాధారణ ఉష్ణోగ్రతలు, జెర్మ్స్ మొదలైన హానికరమైన బాహ్య కారకాల నుండి మనలను రక్షిస్తుంది కాబట్టి మన చర్మం చాలా ముఖ్యమైనది. చర్మం కూడా ముఖ్యమైనది ఎందుకంటే ఇది మనకు స్పర్శ యొక్క భావాన్ని అందిస్తుంది, దీని ద్వారా మనం నిర్ణయాలు తీసుకోగలుగుతాము. చర్మం అనేది మనకు సంక్లిష్టమైన సెన్సింగ్ మరియు సిగ్నలింగ్ వ్యవస్థ.
ప్రచురించిన అధ్యయనంలో సైన్స్, స్టాన్‌ఫోర్డ్ విశ్వవిద్యాలయం మరియు సియోల్ నేషనల్ యూనివర్శిటీలో ప్రొఫెసర్ జెనాన్ బావో నేతృత్వంలోని పరిశోధకులు అభివృద్ధి చేశారు. కృత్రిమ ఇంద్రియ నాడీ వ్యవస్థ కోసం "కృత్రిమ చర్మం" సృష్టించడానికి ఒక పెద్ద అడుగు కావచ్చు ప్రోస్తేటిక్స్ అవయవాలు సంచలనాన్ని పునరుద్ధరించగలవు మరియు సాధారణ చర్మపు కవర్ వలె పని చేస్తాయి. ఈ అధ్యయనం యొక్క సవాలు అంశం ఏమిటంటే, అనేక ప్రత్యేక లక్షణాలను కలిగి ఉన్న మన చర్మాన్ని ఎలా సమర్థవంతంగా అనుకరించాలి. అనుకరించడం అత్యంత కష్టతరమైన లక్షణం మన చర్మం స్మార్ట్‌గా పనిచేసే విధానం ఇంద్రియ నెట్‌వర్క్ మొదటగా మెదడుకు సంచలనాలను ప్రసారం చేస్తుంది మరియు సత్వర నిర్ణయాలు తీసుకోవడానికి రిఫ్లెక్స్ ద్వారా మన కండరాలను కూడా ఆదేశిస్తుంది. ఉదాహరణకు, ఒక ట్యాప్ మోచేయి కండరాలను సాగదీయడానికి కారణమవుతుంది మరియు ఈ కండరాలలోని సెన్సార్లు న్యూరాన్ ద్వారా మెదడుకు ప్రేరణను పంపుతాయి. న్యూరాన్ సంబంధిత సినాప్సెస్‌కు సంకేతాల శ్రేణిని పంపుతుంది. మన శరీరంలోని సినాప్టిక్ నెట్‌వర్క్ కండరాలలో అకస్మాత్తుగా సాగే నమూనాను గుర్తిస్తుంది మరియు ఏకకాలంలో రెండు సంకేతాలను పంపుతుంది. ఒక సిగ్నల్ మోచేయి కండరాలను రిఫ్లెక్స్‌గా సంకోచించేలా చేస్తుంది మరియు రెండవ సిగ్నల్ ఈ అనుభూతిని తెలియజేయడానికి మెదడుకు వెళుతుంది. ఈవెంట్ యొక్క ఈ మొత్తం క్రమం దాదాపు సెకనులో కొంత భాగానికి జరుగుతుంది. న్యూరాన్‌ల నెట్‌వర్క్‌లోని అన్ని క్రియాత్మక అంశాలతో సహా ఈ సంక్లిష్టమైన జీవసంబంధమైన ఇంద్రియ నాడీ వ్యవస్థలను అనుకరించడం ఇప్పటికీ సవాలుగా ఉంది.
వాస్తవాన్ని "అనుకరించే" ప్రత్యేక ఇంద్రియ నాడీ వ్యవస్థ
పరిశోధకులు మానవ నాడీ వ్యవస్థ ఎలా పనిచేస్తుందో ప్రతిబింబించే ప్రత్యేకమైన ఇంద్రియ ఎప్పుడూ వ్యవస్థను సృష్టించారు. పరిశోధకులు రూపొందించిన "కృత్రిమ నరాల సర్క్యూట్" మూడు భాగాలను కొన్ని సెంటీమీటర్లు కొలిచే ఫ్లాట్, ఫ్లెక్సిబుల్ షీట్‌గా అనుసంధానిస్తుంది. ఈ భాగాలు వ్యక్తిగతంగా గతంలో వివరించబడ్డాయి. మొదటి భాగం ఒక టచ్ నమోదు చేయు పరికరము ఇది శక్తులు మరియు ఒత్తిడిని గుర్తించగలదు (చిన్న వాటిని కూడా). ఈ సెన్సార్ (తో తయారు చేయబడింది సేంద్రీయ పాలిమర్‌లు, కార్బన్ నానోట్యూబ్‌లు మరియు బంగారు ఎలక్ట్రోడ్‌లు) రెండవ భాగం, ఫ్లెక్సిబుల్ ఎలక్ట్రానిక్ న్యూరాన్ ద్వారా సంకేతాలను పంపుతాయి. ఈ రెండు భాగాలు మునుపు అదే పరిశోధకులచే అభివృద్ధి చేయబడిన వాటి యొక్క మెరుగుపరచబడిన మరియు మెరుగుపరచబడిన సంస్కరణలు. ఈ రెండు భాగాల ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన మరియు పంపబడిన ఇంద్రియ సంకేతాలు మూడవ భాగం, ఒక కృత్రిమ సినాప్టిక్ ట్రాన్సిస్టర్‌కు పంపిణీ చేయబడతాయి, ఇది మెదడులోని మానవ సినాప్సెస్ వలె ఖచ్చితంగా రూపొందించబడింది. ఈ మూడు భాగాలు సమన్వయంతో పనిచేయాలి మరియు ముగింపు పనితీరును ప్రదర్శించడం అత్యంత సవాలుగా ఉండే అంశం. రియల్ బయోలాజికల్ సినాప్సెస్ రిలే సిగ్నల్స్ మరియు నిర్ణయాలు తీసుకోవడానికి అవసరమైన సమాచారాన్ని నిల్వ చేస్తుంది. ఈ సినాప్టిక్ ట్రాన్సిస్టర్ కృత్రిమ నరాల సర్క్యూట్‌ను ఉపయోగించి సినాప్టిక్ ట్రాన్సిస్టర్‌కు ఎలక్ట్రానిక్ సిగ్నల్‌లను అందించడం ద్వారా ఈ విధులను "పనిచేస్తుంది". అందువల్ల, ఈ కృత్రిమ వ్యవస్థ తక్కువ-శక్తి సంకేతాల యొక్క తీవ్రత మరియు పౌనఃపున్యం ఆధారంగా ఇంద్రియ ఇన్‌పుట్‌లను గుర్తించడం మరియు ప్రతిస్పందించడం నేర్చుకుంటుంది, జీవసంబంధమైన సినాప్స్ ఎలా జీవిస్తుందో. ఈ అధ్యయనం యొక్క కొత్తదనం ఏమిటంటే, గతంలో తెలిసిన ఈ మూడు వ్యక్తిగత భాగాలు బంధన వ్యవస్థను అందించడానికి మొదటిసారిగా ఎలా విజయవంతంగా ఏకీకృతం చేయబడ్డాయి.
పరిశోధకులు రిఫ్లెక్స్‌లను రూపొందించడానికి మరియు స్పర్శను గ్రహించడానికి ఈ వ్యవస్థ సామర్థ్యాన్ని పరీక్షించారు. ఒక ప్రయోగంలో వారు తమ కృత్రిమ నాడిని బొద్దింక కాలుకు జోడించి, వారి టచ్ సెన్సార్‌పై చిన్న ఒత్తిడిని ప్రయోగించారు. ఎలక్ట్రానిక్ న్యూరాన్ సెన్సార్ సిగ్నల్‌ను డిజిటల్ సిగ్నల్‌లుగా మార్చింది మరియు వాటిని సినాప్టిక్ ట్రాన్సిస్టర్ ద్వారా పంపింది. ఇది టచ్ సెన్సార్‌లో ఒత్తిడి పెరుగుదల లేదా తగ్గుదల ఆధారంగా బొద్దింక కాలు మెలితిప్పినట్లు అయింది. కాబట్టి, ఈ కృత్రిమ సెటప్ ఖచ్చితంగా ట్విచ్ రిఫ్లెక్స్‌ను సక్రియం చేసింది. రెండవ ప్రయోగంలో, బ్రెయిలీ అక్షరాలను వేరు చేయడం ద్వారా వివిధ స్పర్శ సంచలనాలను గుర్తించడంలో కృత్రిమ నరాల సామర్థ్యాన్ని పరిశోధకులు ప్రదర్శించారు. మరొక పరీక్షలో వారు వేర్వేరు దిశల్లో సెన్సార్‌పై సిలిండర్‌ను చుట్టారు మరియు కదలిక యొక్క ఖచ్చితమైన దిశను ఖచ్చితంగా గుర్తించగలిగారు. అందువల్ల, ఈ పరికరం వస్తువు గుర్తింపును మెరుగుపరచగలదు మరియు ఆకృతి గుర్తింపు, బ్రెయిలీ పఠనం మరియు వస్తువుల అంచులను వేరు చేయడం వంటి చక్కటి స్పర్శ సమాచార ప్రాసెసింగ్‌ను మెరుగుపరుస్తుంది.
కృత్రిమ ఇంద్రియ నాడీ వ్యవస్థ యొక్క భవిష్యత్తు
ఈ కృత్రిమ నరాల సాంకేతికత చాలా ప్రారంభ దశలో ఉంది మరియు అవసరమైన సంక్లిష్టత స్థాయిని చేరుకోలేదు కానీ కృత్రిమ చర్మపు కవరింగ్‌లను రూపొందించడానికి అపారమైన ఆశను ఇచ్చింది. అలాంటి "కవరింగ్‌లకు" వేడి, కంపనం, పీడనం మరియు ఇతర శక్తులు మరియు అనుభూతులను గుర్తించే పరికరాలు కూడా అవసరమని స్పష్టమవుతుంది. వారు ఫ్లెక్సిబుల్ సర్క్యూట్‌లలో పొందుపరిచే మంచి సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉండాలి, తద్వారా వారు మెదడుతో సమర్థవంతంగా ఇంటర్‌ఫేస్ చేయగలరు. మన చర్మాన్ని అనుకరించడానికి, పరికరం మరింత స్థిరంగా మరియు విశ్వసనీయంగా ఉండేలా మరింత ఏకీకరణ మరియు కార్యాచరణను కలిగి ఉండాలి.
ఈ కృత్రిమ నరాల సాంకేతికత ప్రోస్తేటిక్స్ కోసం ఒక వరం మరియు ఆంప్యూటీలలో సంచలనాలను పునరుద్ధరించవచ్చు. అందుబాటులో ఉన్న మరింత 3D ప్రింటింగ్ సాంకేతికత మరియు మరింత ప్రతిస్పందించే రోబోటిక్స్ సిస్టమ్‌లతో ప్రోస్తేటిక్ పరికరాలు సంవత్సరంలో చాలా మెరుగుపడ్డాయి. ఈ నవీకరణలు ఉన్నప్పటికీ, నేడు అందుబాటులో ఉన్న చాలా ప్రొస్తెటిక్ పరికరాలను చాలా కఠినమైన పద్ధతిలో నియంత్రించవలసి ఉంటుంది, ఎందుకంటే అవి విస్తారమైన మానవ నాడీ వ్యవస్థ యొక్క చిక్కులను పొందుపరచని కారణంగా మెదడుతో మంచి సంతృప్తికరమైన ఇంటర్‌ఫేస్‌ను అందించవు. పరికరం ఫీడ్‌బ్యాక్ ఇవ్వదు మరియు అందువల్ల రోగి చాలా అసంతృప్తిగా భావిస్తాడు మరియు త్వరగా లేదా తర్వాత వాటిని విస్మరిస్తాడు. అటువంటి కృత్రిమ నరాల సాంకేతికత విజయవంతంగా ప్రోస్తేటిక్స్‌లో చేర్చబడినప్పుడు వినియోగదారులకు టచ్ సమాచారాన్ని అందిస్తుంది మరియు రోగులకు మెరుగైన అనుభవాన్ని అందించడంలో సహాయపడుతుంది. ఈ పరికరం రిఫ్లెక్స్ మరియు టచ్ సెన్స్ అధికారాలను మంజూరు చేయడం ద్వారా వివిధ అప్లికేషన్‌ల కోసం స్కిన్ లాంటి సెన్సరీ న్యూరల్ నెట్‌వర్క్‌లను తయారు చేయడంలో ఒక పెద్ద అడుగు.
***
{ఉదహరించబడిన మూలం(ల) జాబితాలో దిగువ ఇవ్వబడిన DOI లింక్‌ను క్లిక్ చేయడం ద్వారా మీరు అసలు పరిశోధనా పత్రాన్ని చదవవచ్చు}
మూల (లు)
యోంగిన్ కె మరియు ఇతరులు. 2018. బయోఇన్‌స్పైర్డ్ ఫ్లెక్సిబుల్ ఆర్గానిక్ ఆర్టిఫిషియల్ అఫెరెంట్ నాడి. సైన్స్. https://doi.org/10.1126/science.aao0098
