章鱼、鱿鱼和墨鱼等头足类动物的皮肤富有弹性和灵巧，有助于这些生物感知和响应周围环境的能力。宾夕法尼亚州立大学领导的一项合作利用这些特性创造了一种模拟头足类动物皮肤弹性和神经功能的人造皮肤，在神经机器人、皮肤修复、人工器官等方面有潜在的应用。

在工程科学、力学和生物医学工程副教授于存江（音）的带领下，该团队于6月1日在《国家科学院院刊》上发表了研究结果。 

头足类皮肤是一种软组织，能够承受膨胀、收缩、弯曲和扭转等复杂变形。它还具有认知和反应功能，使皮肤能够感知光线、反应和伪装。于存江（音）说，虽然之前已经存在具有这些物理或认知能力的人造皮肤，但到目前为止，还没有一种人造皮肤同时具备这两种品质——这是先进的人工智能生物电子皮肤设备所需要的组合。  

于存江（音）说：“虽然最近开发了几种人造皮肤装置，但它们缺乏关键的非集中神经形态处理和认知能力，具有这种能力的材料缺乏强大的机械性能。我们最近开发的软突触设备实现了大脑启发的计算和人工神经系统，这些系统对触摸和光线敏感，在双向拉伸时保留这些神经形态功能。”  

为了同时实现智能性和可伸缩性，研究人员完全用弹性材料构建了突触晶体管。这些橡胶状半导体以类似于神经连接的方式工作，为全系统的需求交换关键信息，不受系统结构物理变化的影响。于存江（音）说，创造一种既具有认知能力又具有拉伸能力的软皮肤设备的关键是在每个组件上使用弹性橡胶材料。这种方法产生了一种能够成功展示和维持神经突触行为的装置，例如图像感知和记忆，即使在自然静息状态下拉伸、扭曲和戳出30%。  

于存江（音）说：“随着最近智能皮肤设备的激增，在这些设备中实现神经形态功能为未来更强大的仿生学打开了大门。这种在智能皮肤设备中实现认知功能的方法可以推广到许多其他领域，包括神经形态计算可穿戴设备、人工器官、软神经机器人和下一代智能系统的皮肤修复。”

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