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美试验鼠脑指挥机械人

2003-06-12 8:50 管理员
    传统机械人的神经中枢是由矽和金属构成的微处理器,但美国乔治亚理工学院正开发中的一具机械人,动作指令却是由一只老鼠脑的2000枚左右细胞传达。

    在乔治亚理工学院神经工程实验室教授波特领导下,一组研究人员已创造出一具半机械、半生物的怪物,可根据实验室培养出的老鼠脑细胞的神经活动运作。神经讯号由一台电脑分析,这台电脑可搜寻脑细胞发出的模式,继而将这些模式转译成机械运动。例如,如果神经细胞以某种方式发射讯号,机械人便将右轮旋转一次。波特称他的发明为“混种机械人”。

    波特指出:这非常符合“共生体”定义,一具数位电脑与一个活的神经网路联合运作。

    波特1993年以来即一直建构组成混种机械人的软硬体、培养器和老鼠神经细胞的系统,当时他在加州理工学院做博士后研究。他的团队不但将培养皿中的神经细胞引介给世界,这个小组也运用缩时摄影和雷射成像技术,严密监视神经细胞受刺激时发生的形状与连结上的微细变化。

    波特希望仔细观察脑细胞暴露于感觉世界时有何变化,可帮助研究人员了解小群神经细胞学习的方式。波特做混种研究时,老鼠神经细胞层是培养在一列电极上,这些电极可接收神经细胞的电力活动。一具电脑则即时分析数千脑细胞的活动,以侦测电极附近神经细胞释电所制造的明显图形。

    瑞士机械人制造商K团队公司以每个约3000美元的价钱(约2.3万港元)出售这款三轮的银色型机械人,大小约似冰上曲棍球用的橡皮圆盘,它以每秒1米的最高速度移动。机械人移动时,以一个感觉系统运作,透过电极向神经细胞发出回馈。例如,机械人有光感应器,会向电极回馈与光成比例的电讯号。

    芝加哥大学有机生物与解剖学系助教授哈茨波洛斯说,波特研发的回馈环有些类似人类神经系统。“波特的设计有可接收讯息的感应器,然后讯号回到培养皿中刺激细胞。而脑中发出的讯号也类似地先控制手臂,但肌肉和皮肤中也有感应细胞将讯息回送。”