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 ເຊິ່ງສາມາດກວດຫາກຳລັງ ແລະຄວາມກົດດັນ (ແມ້ແຕ່ຂະໜາດນ້ອຍ). ເຊັນເຊີນີ້ (ເຮັດດ້ວຍ ອິນຊີ polymers, nanotubes ກາກບອນແລະ electrodes ຄໍາ) ສົ່ງສັນຍານໂດຍຜ່ານອົງປະກອບທີສອງ, neuron ເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ. ທັງສອງອົງປະກອບເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນໄດ້ຮັບການປັບປຸງແລະປັບປຸງສະບັບຂອງສິ່ງທີ່ຖືກພັດທະນາໂດຍນັກຄົ້ນຄວ້າດຽວກັນກ່ອນ. ສັນຍານ sensory ທີ່ສ້າງຂຶ້ນແລະຜ່ານທັງສອງອົງປະກອບເຫຼົ່ານີ້ຖືກສົ່ງໄປຫາອົງປະກອບທີສາມ, ເປັນ transistor synaptic ປອມທີ່ສ້າງແບບຈໍາລອງຄືກັບ synapses ຂອງມະນຸດໃນສະຫມອງ. ທັງສາມອົງປະກອບນີ້ຕ້ອງເຮັດວຽກຮ່ວມກັນແລະສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຫນ້າທີ່ສິ້ນສຸດແມ່ນລັກສະນະທີ່ທ້າທາຍທີ່ສຸດ. synapses ຊີວະສາດທີ່ແທ້ຈິງ relay ສັນຍານແລະເກັບຮັກສາຂໍ້ມູນຂ່າວສານທີ່ຈໍາເປັນເພື່ອເຮັດການຕັດສິນໃຈ. transistor synaptic ນີ້ "ປະຕິບັດ" ຫນ້າທີ່ເຫຼົ່ານີ້ໂດຍການສົ່ງສັນຍານເອເລັກໂຕຣນິກໄປຫາ transistor synaptic ໂດຍໃຊ້ວົງຈອນປະສາດທຽມ. ດັ່ງນັ້ນ, ລະບົບປອມນີ້ຮຽນຮູ້ທີ່ຈະຮັບຮູ້ແລະປະຕິກິລິຍາກັບວັດສະດຸປ້ອນ sensory ໂດຍອີງໃສ່ຄວາມເຂັ້ມແລະຄວາມຖີ່ຂອງສັນຍານພະລັງງານຕ່ໍາ, ພຽງແຕ່ວິທີການ synapse ຊີວະສາດຈະເຮັດແນວໃດໃນຮ່າງກາຍດໍາລົງຊີວິດ. ຄວາມແປກໃຫມ່ຂອງການສຶກສານີ້ແມ່ນວິທີການເຫຼົ່ານີ້ສາມອົງປະກອບສ່ວນບຸກຄົນທີ່ຮູ້ຈັກໃນເມື່ອກ່ອນໄດ້ຖືກປະສົມປະສານຢ່າງສໍາເລັດຜົນເປັນຄັ້ງທໍາອິດເພື່ອສົ່ງລະບົບທີ່ສອດຄ່ອງກັນ.
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
