ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ພັດທະນາລະບົບປະສາດ sensory ທຽມທີ່ສາມາດປະມວນຜົນຂໍ້ມູນທີ່ຄ້າຍຄືກັນກັບຮ່າງກາຍຂອງມະນຸດແລະມັນສາມາດໃຫ້ຄວາມຮູ້ສຶກຂອງການສໍາພັດກັບແຂນຂາທຽມ.
ຜິວຫນັງຂອງພວກເຮົາ, ອະໄວຍະວະທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດຂອງຮ່າງກາຍ, ຍັງມີຄວາມສໍາຄັນທີ່ສຸດຍ້ອນວ່າມັນກວມເອົາຮ່າງກາຍຂອງພວກເຮົາທັງຫມົດ, ຄວບຄຸມອຸນຫະພູມຮ່າງກາຍຂອງພວກເຮົາແລະປົກປ້ອງພວກເຮົາຈາກປັດໃຈພາຍນອກທີ່ເປັນອັນຕະລາຍເຊັ່ນ: ແສງແດດ, ອຸນຫະພູມຜິດປົກກະຕິ, ເຊື້ອພະຍາດແລະອື່ນໆ, ຜິວຫນັງຂອງພວກເຮົາສາມາດຍືດຍາວແລະສາມາດສ້ອມແປງຕົວເອງໄດ້. ຜິວຫນັງຍັງມີຄວາມສໍາຄັນເນື່ອງຈາກວ່າມັນສະຫນອງໃຫ້ພວກເຮົາມີຄວາມຮູ້ສຶກຂອງການສໍາພັດໂດຍຜ່ານທີ່ພວກເຮົາສາມາດຕັດສິນໃຈ. ຜິວຫນັງແມ່ນລະບົບການຮັບຮູ້ແລະສັນຍານທີ່ສັບສົນສໍາລັບພວກເຮົາ.
ໃນການສຶກສາຕີພິມໃນ ວິທະຍາສາດ, ນັກຄົ້ນຄວ້ານໍາໂດຍສາດສະດາຈານ Zhenan Bao ທີ່ມະຫາວິທະຍາໄລ Stanford ແລະມະຫາວິທະຍາໄລແຫ່ງຊາດ Seoul ໄດ້ພັດທະນາ ປອມ ລະບົບປະສາດ sensory ເຊິ່ງອາດຈະເປັນບາດກ້າວອັນໃຫຍ່ຫຼວງຕໍ່ການສ້າງ "ຜິວຫນັງທຽມ" ສໍາລັບ ທຽມ ແຂນຂາເຊິ່ງສາມາດຟື້ນຟູຄວາມຮູ້ສຶກແລະປະຕິບັດຄືກັບການປົກຫຸ້ມຂອງຜິວຫນັງປົກກະຕິ. ລັກສະນະທີ່ທ້າທາຍຂອງການສຶກສານີ້ແມ່ນວິທີການເຮັດແບບຢ່າງມີປະສິດຕິຜົນຕໍ່ຜິວໜັງຂອງພວກເຮົາເຊິ່ງມີຄຸນສົມບັດທີ່ເປັນເອກະລັກຫຼາຍຢ່າງ. ລັກສະນະທີ່ຍາກທີ່ສຸດທີ່ຈະ mimic ແມ່ນລັກສະນະທີ່ຜິວຫນັງຂອງພວກເຮົາປະຕິບັດຄືກັບ smart sensory ເຄືອຂ່າຍທີ່ທໍາອິດສົ່ງຄວາມຮູ້ສຶກໄປສູ່ສະຫມອງແລະຍັງສັ່ງໃຫ້ກ້າມຊີ້ນຂອງພວກເຮົາປະຕິກິລິຍາໂດຍຜ່ານການສະທ້ອນເພື່ອຕັດສິນໃຈທັນທີ. ຕົວຢ່າງ, ການປາດເຮັດໃຫ້ກ້າມຊີ້ນສອກຍືດ, ແລະເຊັນເຊີໃນກ້າມຊີ້ນເຫຼົ່ານີ້ສົ່ງແຮງກະຕຸ້ນໄປສູ່ສະຫມອງໂດຍຜ່ານ neuron. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, neuron ສົ່ງສັນຍານຊຸດຫນຶ່ງໄປຫາ synapses ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງ. ເຄືອຂ່າຍ synaptic ໃນຮ່າງກາຍຂອງພວກເຮົາຮັບຮູ້ຮູບແບບຂອງການຍືດຕົວໃນກ້າມຊີ້ນຢ່າງກະທັນຫັນແລະສົ່ງສັນຍານສອງຢ່າງພ້ອມໆກັນ. ສັນຍານອັນໜຶ່ງເຮັດໃຫ້ກ້າມຊີ້ນສອກຫົດຕົວເປັນການສະທ້ອນ ແລະສັນຍານທີສອງໄປເຖິງສະໝອງເພື່ອແຈ້ງກ່ຽວກັບຄວາມຮູ້ສຶກນີ້. ລໍາດັບເຫດການທັງຫມົດນີ້ເກີດຂື້ນໃນເກືອບສ່ວນຫນຶ່ງຂອງວິນາທີ. ການລອກແບບລະບົບປະສາດ sensory ຊີວະວິທະຍາທີ່ສັບສົນນີ້ລວມທັງອົງປະກອບທີ່ເປັນປະໂຫຍດທັງຫມົດໃນເຄືອຂ່າຍຂອງ neurons ຍັງຄົງເປັນສິ່ງທ້າທາຍ.
ລະບົບປະສາດ sensory ເປັນເອກະລັກທີ່ "mimics" ທີ່ແທ້ຈິງ
ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ສ້າງລະບົບ sensory ບໍ່ເຄີຍເປັນເອກະລັກທີ່ສາມາດ replicate ວິທີການເຮັດວຽກຂອງລະບົບປະສາດຂອງມະນຸດ. "ວົງຈອນເສັ້ນປະສາດທຽມ" ອອກແບບໂດຍນັກຄົ້ນຄວ້າປະສົມປະສານສາມອົງປະກອບເຂົ້າໄປໃນແຜ່ນແປ, ຍືດຫຍຸ່ນ, ວັດແທກໄດ້ສອງສາມຊັງຕີແມັດ. ອົງປະກອບເຫຼົ່ານີ້ໄດ້ຖືກອະທິບາຍເປັນສ່ວນບຸກຄົນກ່ອນຫນ້ານີ້. ອົງປະກອບທໍາອິດແມ່ນການສໍາພັດ sensor which can detect forces and pressure (even mini ones). This sensor (made of ອິນຊີ polymers, carbon nanotubes and gold electrodes) send signals through a second component, a flexible electronic neuron. Both these components are enhanced and improved versions of what was developed by same researchers before. Sensory signals generated and passed through these two components are delivered to a third component, an artificial synaptic transistor which is modelled exactly like human synapses in the brain. All these three components have to work cohesively and demonstrating the end function was the most challenging aspect. Real biological synapses relay signals and store information which is required to take decisions. This synaptic transistor “performs” these functions by delivering electronic signals to the synaptic transistor by using the artificial nerve circuit. Therefore, this artificial system learns to recognize and react to sensory inputs based upon the intensity and frequency of low-power signals, just how a biological synapse would do in a living body. The novelty of this study is how these three individual components that are known previously were integrated successfully for the first time to deliver a cohesive system.
ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ທົດສອບຄວາມສາມາດຂອງລະບົບນີ້ເພື່ອສ້າງການສະທ້ອນແລະຄວາມຮູ້ສຶກສໍາຜັດ. ໃນການທົດລອງຄັ້ງໜຶ່ງເຂົາເຈົ້າໄດ້ຕິດເສັ້ນປະສາດທຽມຂອງເຂົາເຈົ້າໃສ່ຂາແມງສາບ ແລະໃຊ້ຄວາມກົດດັນນ້ອຍໆໃສ່ເຊັນເຊີສຳຜັດຂອງເຂົາເຈົ້າ. neuron ເອເລັກໂຕຣນິກໄດ້ປ່ຽນສັນຍານ sensor ເຂົ້າໄປໃນສັນຍານດິຈິຕອນແລະສົ່ງຜ່ານ transistor synaptic. ອັນນີ້ເຮັດໃຫ້ຂາຂອງແມງສາບກະດ້າງຕາມຄວາມດັນເພີ່ມຂຶ້ນ ຫຼືຫຼຸດລົງໃນເຊັນເຊີສໍາຜັດ. ດັ່ງນັ້ນ, ການຕິດຕັ້ງປອມນີ້ແນ່ນອນວ່າກະຕຸ້ນການສະທ້ອນຂອງ twitch. ໃນການທົດລອງທີສອງ, ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ສະແດງຄວາມສາມາດຂອງເສັ້ນປະສາດທຽມໃນການກວດສອບຄວາມຮູ້ສຶກສໍາຜັດທີ່ແຕກຕ່າງກັນໂດຍການສາມາດແຍກຄວາມແຕກຕ່າງຂອງຕົວອັກສອນ Braille. ໃນການທົດສອບອີກອັນໜຶ່ງ ເຂົາເຈົ້າໄດ້ມ້ວນກະບອກສູບໃສ່ເຊັນເຊີໃນທິດທາງຕ່າງໆ ແລະສາມາດກວດພົບທິດທາງການເຄື່ອນໄຫວໄດ້ຢ່າງຖືກຕ້ອງ. ດັ່ງນັ້ນ, ອຸປະກອນນີ້ຈຶ່ງສາມາດປັບປຸງການຮັບຮູ້ວັດຖຸ ແລະ ການປະມວນຜົນຂໍ້ມູນການຈັບບາຍທີ່ດີ ເຊັ່ນ: ການຮັບຮູ້ໂຄງສ້າງ, ການອ່ານຕົວອັກສອນນູນ ແລະ ການຈໍາແນກຂອບຂອງວັດຖຸ.
ອະນາຄົດຂອງລະບົບປະສາດ sensory ທຽມ
ເຕັກໂນໂລຍີເສັ້ນປະສາດທຽມນີ້ແມ່ນຢູ່ໃນຂັ້ນຕອນຕົ້ນຫຼາຍແລະຍັງບໍ່ທັນໄດ້ບັນລຸລະດັບຄວາມຊັບຊ້ອນທີ່ຕ້ອງການແຕ່ໄດ້ໃຫ້ຄວາມຫວັງອັນໃຫຍ່ຫຼວງສໍາລັບການສ້າງການປົກຫຸ້ມຂອງຜິວຫນັງປອມ. ມັນເປັນທີ່ຊັດເຈນວ່າ "ການປົກຫຸ້ມ" ດັ່ງກ່າວຍັງຕ້ອງການອຸປະກອນເພື່ອກວດພົບຄວາມຮ້ອນ, ການສັ່ນສະເທືອນ, ຄວາມກົດດັນແລະກໍາລັງແລະຄວາມຮູ້ສຶກອື່ນໆ. ພວກເຂົາຕ້ອງມີຄວາມສາມາດໃນການຝັງຕົວເຂົ້າໄປໃນວົງຈອນທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນເພື່ອໃຫ້ພວກເຂົາສາມາດພົວພັນກັບສະຫມອງໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ. ເພື່ອເຮັດຕາມຜິວຫນັງຂອງພວກເຮົາ, ອຸປະກອນຈໍາເປັນຕ້ອງມີການເຊື່ອມໂຍງແລະການເຮັດວຽກຫຼາຍຂື້ນເຊິ່ງຈະເຮັດໃຫ້ມີຄວາມຫມັ້ນຄົງແລະເຊື່ອຖືໄດ້.
ເຕັກໂນໂລຍີເສັ້ນປະສາດທຽມນີ້ສາມາດເປັນຜົນປະໂຫຍດສໍາລັບຂາທຽມແລະຟື້ນຟູຄວາມຮູ້ສຶກໃນຄົນເຈັບທີ່ຂາດແຄນ. ອຸປະກອນຂາທຽມໄດ້ປັບປຸງຫຼາຍໃນປີດ້ວຍເທັກໂນໂລຍີການພິມ 3D ທີ່ມີໃຫ້ຫຼາຍຂຶ້ນ ແລະລະບົບຫຸ່ນຍົນທີ່ຕອບສະໜອງໄດ້ຫຼາຍຂຶ້ນ. ເຖິງວ່າຈະມີການຍົກລະດັບເຫຼົ່ານີ້, ອຸປະກອນຂາທຽມສ່ວນໃຫຍ່ທີ່ມີຢູ່ໃນມື້ນີ້ຕ້ອງໄດ້ຮັບການຄວບຄຸມໃນລັກສະນະທີ່ຫຍາບຄາຍຍ້ອນວ່າພວກມັນບໍ່ສະຫນອງການໂຕ້ຕອບທີ່ພໍໃຈກັບສະຫມອງເນື່ອງຈາກການຂາດການລວມຕົວຂອງລະບົບປະສາດຂອງມະນຸດທີ່ກວ້າງຂວາງ. ອຸປະກອນບໍ່ໃຫ້ຄໍາຄິດເຫັນແລະດັ່ງນັ້ນຄົນເຈັບຮູ້ສຶກບໍ່ພໍໃຈຫຼາຍແລະຍົກເລີກພວກມັນໄວຫຼືຫຼັງຈາກນັ້ນ. ເຕັກໂນໂລຍີເສັ້ນປະສາດທຽມດັ່ງກ່າວເມື່ອປະສົບຜົນສໍາເລັດເຂົ້າໄປໃນຂາທຽມຈະສົ່ງຂໍ້ມູນການສໍາພັດສໍາລັບຜູ້ໃຊ້ແລະຈະຊ່ວຍໃຫ້ຄົນເຈັບມີປະສົບການທີ່ດີກວ່າ. ອຸປະກອນນີ້ເປັນບາດກ້າວອັນໃຫຍ່ຫຼວງຕໍ່ກັບການສ້າງເຄືອຂ່າຍປະສາດທາງດ້ານຄວາມຮູ້ສຶກທີ່ຄ້າຍຄືກັບຜິວໜັງສຳລັບແອັບພລິເຄຊັນຕ່າງໆ ໂດຍການໃຫ້ພະລັງຂອງການສະທ້ອນ ແລະຄວາມຮູ້ສຶກສຳຜັດ.
***
{ທ່ານສາມາດອ່ານເອກະສານການຄົ້ນຄວ້າຕົ້ນສະບັບໄດ້ໂດຍການຄລິກທີ່ລິ້ງ DOI ທີ່ໃຫ້ໄວ້ຂ້າງລຸ່ມນີ້ໃນລາຍຊື່ແຫຼ່ງທີ່ອ້າງອີງ}
ແຫຼ່ງຂໍ້ມູນ (s)
Yeongin K et al. ປີ 2018. ເສັ້ນປະສາດປອມທາງຊີວະພາບທີ່ປ່ຽນແປງໄດ້ດ້ວຍແຮງບັນດານໃຈ. ວິທະຍາສາດ. https://doi.org/10.1126/science.aao0098
