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Cyborg,人类与人工智能相交融的新型机器人技术!

作者:handler人气:709发表时间:2020-08-21 10:12

赛博格,英语:Cyborg,是英语:cybernetic organism 的混成词,意为控制论有机体,是拥有有机体(organic)与生物机电(biomechatronic)一体化的生物,该词最早由曼菲德·克莱恩斯和内森·克莱恩在1960年提出。

赛博格技术

不同于仿生学(bionics)、生物机器人(biorobot)、或仿生人(android),赛博格是以无机物所构成的人造物,植入或者装配在有机体身体内外,但思考动作均由有机体控制的生物。通常这样做的目的是借由人工科技来增加或强化生物体的能力。简言之,赛博格技术是人类与人工智能相交融的一种新型基于人的原理的机器人技术。

赛博格通常在生理或精神上都具有超出人类的能力,他们可能具有超强的力量、增强的感官能力、电脑辅助的大脑或内建的武器。

赛博格超强能力

科学家们在昨天的美国化学学会(ACS)2020年秋季虚拟会议和博览会上,展示了他们这一最新的赛博格技术成果。

从指导我们走路、到解决有关我们世界的复杂难题,我们的如波状外形、如豆腐柔软、略带咸味的大脑,可以做出各种令人难以置信的决策。人类历来都渴望了解我们大脑的奥秘,可这是人类最大、最复杂的难题。

大脑赛博格技术

有趣的是,特拉华大学的一组研究人员为电子植入物开发了一种新的生物相容性聚合物,这可能为更好地了解我们的大脑这种生物黑匣子迈出了关键的一步。

这些聚合物不仅会比无机涂层电子产品在生物组织上留下更少的疤痕,而且还将使科学家能够微调聚合物的敏感性,从而可以创建有害疾病存在的预警系统。

科学家表示,它们可能是创建将来有效的人脑+AI界面的答案。将电子设备直接连接到人体中的人体组织是一个巨大的挑战。现在,该研究团队报告称,他们所用于组件的新涂层,可以帮助他们更轻松地适应这种要求。

人脑+AI界面

这项研究的主要作者、特拉华大学生物医学工程学教授、戴维·马丁(David Martin)说,目前的植入技术正在用于开发生物相容性电子设备,例如起搏器、人工耳蜗和深层脑刺激。至关重要的是,这些技术都面临局限性。马丁表示,他的团队的创新可能是有效解决之道。

马丁说:“目前的植入设备本身的可靠性和性能都有局限性。” “我们的材料旨在弥合惰性、刚性、固体、非生物工程设备与活的、柔软、湿的生物组织之间的差距。”

重要的是生物相容性涂层的搜寻,诸如硅、金、不锈钢或铱之类的典型微电子材料,当整合到生物组织中时会引起疤痕。对于大脑或肌肉组织,这种疤痕会破坏电信号的运动。

马丁和同事们并没有完全消除这些材料,而是假设设计出一种在这些设备上使用的生物相容性涂层可能会给他们带来两全其美的优势。

马丁解释说:“我们开始研究有机电子材料,例如用于非生物设备的共轭聚合物。” “我们发现了一个化学稳定的例子,该例子被作为电子显示器的抗静电涂料商业出售。”

聚合物涂层在技术上称为聚(3,4-乙撑二氧噻吩)或PEDOT。它既具有电活性又具有离子活性,作者解释说,与没有这种涂层的电子产品相比,它可以将其阻抗(又称其与流动电荷的相反)降低三到四个数量级。如图所示PEDOT与马来酰亚胺的分子模型:碳原子为灰色,氧为红色,氮为蓝色,硫为黄色,氢为白色。

聚合物分子模型

“在生活有机体内以受控方式进行聚合的能力将会令人着迷。”由于其低阻抗,该涂层可提高这些设备的信号强度和电池寿命。

除了这些基本改进之外,研究人员表示,还可以对这些聚合物进行调整,以增加特定的功能特性。马丁解释说,研究人员可以有效地将他们想要的任何肽,抗体甚至DNA添加到这些修饰的PEDOT中。

他说:“您可命名您最喜欢的生物分子,原则上您可以制造出具有您可能感兴趣的任何生物官能团的PEDOT膜。”研究团队通过在胶片中掺入能够检测特定血管生长激素何时被肿瘤劫持的抗体,来测试这种特性。

除了将其用于诊断之外,人们还对如何将这样的聚合物涂层用于脑机界面甚至是人工智能进入人脑的应用感兴趣。马丁表示,类似终结者的机器人仍然处在科幻小说的领域内,但他说这个研究领域正在迅速发展。

马丁表示:“在现实生活中,我们已经看到瘫痪的人能够控制计算机屏幕上的光标和用大脑来操纵假肢。” “最近有很多大公司如葛兰素史克(Glaxo Smith Kline)和埃隆·马斯克(Elon Musk)的Neuralink参与其中;这项技术现在正在迅速发展,很明显,未来会有一些显着的发展。”

人机植入技术

该研究团队制作的PEDOT膜,附着了一种血管内皮生长因子(VEGF)的抗体。该抗体在受伤后刺激血管生长,并且肿瘤劫持了该蛋白以增加其血液供应。该团队开发的聚合物可以充当传感器,以检测该抗体,从而检测疾病的早期阶段以及其他潜在应用。

其他功能化的聚合物上也带有神经递质,这些薄膜可以帮助感知或治疗大脑或神经系统疾病。到目前为止,该团队已经用多巴胺制备了一种聚合物,该聚合物在成瘾行为以及EDOT单体的多巴胺官能化变体中起着重要作用。

马丁说,归根结底,他的梦想是能够调整这些材料在表面上的沉积方式,然后将它们放入生物体的组织中。 “在生物体内以受控方式进行聚合的能力将令人着迷。”

这样的专用聚合物将一步一步使人类与人工智能融合一体,这一新发现使将电子设备连接到人体组织变得更加容易,如此所创造的“机器人技术”将更有效地监测健康和追踪肿瘤,这样的带有神经递质聚合物可以帮助感知或治疗大脑或神经系统疾病等等---转自量子认知