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北航樊瑜波、刘笑宇团队发表《Trends in Biotechnology》封面文章:人工触觉感知系统中的仿生策略和技术

触觉信息的获取与精确感知在人与自然的交互中起到了极其重要的作用。在精准的人类触觉感知作用下,我们能毫不费力地区分雨点和冰雹、微风和强风 、轻拍和击打等不同的感知行为,并能够恰当地对外界刺激做出回应。此外,我们还能够从触摸事件中获得更高层次的认知,譬如识别危险和唤醒情绪。然而,即使在科学技术发达的今天,人们始终难以复制与人类触觉系统相媲美的人造感知系统。目前,受人类触觉感知系统启发的仿生策略和技术被认为是解决这一挑战的最佳方案。

近日,北京航空航天大学生物与医学工程学院、医学科学与工程学院、北京生物医学工程高精尖中心、生物力学与力学生物学教育部重点实验室、虚拟现实技术与系统国家重点实验室的樊瑜波教授(通讯作者)、刘笑宇副教授(通讯作者)李儒雅副教授和王景辉博士研究生(第一作者)在顶级生物技术期刊Trends in Biotechnology (CELL子刊,IF:21.942)刊发了题为Biomimetic strategies and technologies for artificial tactile sensory systems的封面综述文章。该综述首次将人类触觉感知系统和人造触觉感知系统进行了从触觉信号的获取、传输再到解码的多层次深入对比,系统性的回顾了近年来生物领域内对人类触觉感知系统的重大发现和这些重大发现对人造触觉感知系统的启发性成果。

在生物系统感知机制的启发下,人造触觉感知系统在传感精度、传输速度和计算效率等关键性能实现了巨大的突破。譬如,提出了从仿Piezo力敏感蛋白质到仿皮肤结构的传感器理论,突破了从仿神经回路转换与传输的电子传导方式再到类人脑AI算法的信息处理与识别的关键技术,研制出能与人类触觉相媲美的传感系统,能够将人机交互提升到新高度。综述人类触觉感知系统的生物机制与人造触觉传感系统的里程碑式成果,将对新型触觉传感器的研制及其在机器人、虚拟现实技术在医学、工业与教育等领域的应用,都具有极大的启发意义与参考价值。