“电子皮肤” 开发取得突破，生物体与机器的 “无缝融合” 正在照进现实。
关键词：人工智能；人类；边界
我们在上周报告了 Elon Musk 着力打造 “人与 AI 无缝结合共生体” 的文章，收到了很多信息。很多朋友问，这是马斯克个人的认识，还是美国科学界的共识？
马斯克修改 NeuraLink 长期愿景，着力打造 “超人大脑”，认为人类的未来是 “人与 AI 无缝结合” 的共生体
答案是：看数据，而不是某个人观点。
2023 年 5 月 18 日，Science杂志洞察专栏发表了一篇引起广泛关注的文章，题目是 “The disappearing boundary between organism and machine”，即有机体和机器之间的边界正在消失【1】；讨论了人工智能新进展的背景下，人类的未来会如何。
近年来，人工智能 (AI) 和机器人技术的研发持续探索生物体与机器的界面交互。AI 驱动的动力假肢、以及将假肢与人脑活动连接的脑机接口，旨在完全模仿人体功能，为因疾病和伤害而受苦的人提供医疗解决方案。
然而，要想将机械驱动器（如假肢）与人体更为无缝地整合在一起，就需要开发一种大型的、复杂的、可延展的传感器，能够覆盖人体和机械组件。美国斯坦福大学和北京天坛医院合作，报道的一种模仿生物皮肤感官反馈的神经形态电子皮肤系统的开发成为最新的突破【2】。
上图展示了神经形态电子皮肤的工作原理。首先，人工感官受体可能对外部刺激（如温度和压力）作出反应。在这种神经形态系统中，低电压驱动的电路将输入的模拟信号编码为脉冲列，这些脉冲列可以沿神经传到大脑。然后，反应信号从大脑传回，并通过一个人工突触进行调制，该突触调节电流并引起身体的运动。
Wang 等人的这项创新研究为生物体与机器的无缝融合开辟了新途径。他们开发的神经形态电子皮肤系统满足了与生物体整合的所有必要要求。这个系统涵盖了一系列复杂的生物感官功能，同时通过模拟生物传感器运动回路来调节电流和引起身体运动。
Wang 等人开发的电子皮肤由可延展的场效应晶体管和全固态突触晶体管组成，可以在低电压（0.5 V）下驱动。这种电子皮肤能够产生神经形态脉冲列信号，并完成闭环执行，从而模拟生物感官运动回路。
此外，他们的研究还展示了这种系统在实际应用中的可能性。他们在活体鼠模型中测试了这个平台的实用性，将软性电子皮肤连接到鼠的体感皮层，复制皮肤感觉。他们发现，施加在传感器上的不同压力等级成功地触发了体感皮层的数字化输入，刺激了运动皮层中神经元的放电。
这项发展预计将对更广泛的临床应用产生重大影响。
例如，覆盖电子皮肤的机器人可能能够像人类一样感受到疼痛和压力，从而更好地确保与他们相伴的人们的安全。目前，皮肤损伤和截肢对感知与运动的闭环造成了巨大的破坏，导致如握住物体这样简单的任务对患者来说变得充满挑战。如果能够利用神经形态电子皮肤系统重构感知与运动的闭环，那么这些患者的生活质量将得到提高。
编者按：
在过去的几年中，我们已经看到了科学和技术领域在打破生命体与机器之间的边界方面取得了显著的进步。
然而，这项新研究的发现无疑为我们提供了一个全新的视角：一个模拟生物皮肤的感知反馈机制的电子皮肤系统。这种创新的技术不仅为神经工程和假肢制造带来了新的可能性，同时也对我们理解生命与机器之间的交互提出了解决方案。
我们会看到更多此类研究，让我们能够在理解生命与机器之间的交互中取得更多的进步，并在我们的生活中应用这些发现。
由此，进一步印证了马斯克的说法：未来的人，就是人与人工智能/机器的共生体。
参考资料来源：
【1】 https://www.science.org/doi/10.1126/science.adf0262
【2】 Wang W, Jiang Y, Zhong D, Zhang Z, Choudhury S, Lai JC, Gong H, Niu S, Yan X, Zheng Y, Shih CC, Ning R, Lin Q, Li D, Kim YH, Kim J, Wang YX, Zhao C, Xu C, Ji X, Nishio Y, Lyu H, Tok JB, Bao Z. Neuromorphic sensorimotor loop embodied by monolithically integrated, low-voltage, soft e-skin. Science. 2023 May 19;380(6646):735-742. doi: 10.1126/science.ade0086. Epub 2023 May 18. PMID: 37200416.
本文来源：Hanson 临床科研，原文标题：《Science 丨人和机器之间，正在消失的界限！》