摘要：
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来自香港城市大学的扣问团队提议了一种全新的神经花样机器东谈主电子皮肤（neuromorphic RE-skin，NRE-skin）。
NRE-skin 通过师法东谈主类神经系统，应用分层（Hierarchical）的神经花样架构，让触觉信号不再需要传到中央处分器，而是在皮肤里面就完成了初步处分与脉冲编码。
基于这一仿生臆度打算，NRE-skin同期兑现了三项重要智商：
高分裂率触觉感知：高效相聚并编码精准的压力和位置信息。
主动保护机制：具备局部反射机制，粗略进行主动难堪感知与挫伤检测。
调节高效性：支抓快速更换的模块化快拆结构。
网友示意这种复杂而精良的触觉感知，将会为机器东谈主限制带来一次纷乱的跃迁。
而这一扣问也无疑会为后续的触觉反馈算法和硬件臆度打算提供新的念念路。
接下来咱们具体来看。
比拟于以往的电子皮肤，NRE-skin 莫得连接沿用传统电子皮肤的"模拟信号相聚"念念路，而是模拟东谈主类，平直把触觉转译成神经元式的脉冲信号。
在生物系统中，嗅觉信号经验的是一个分级处分过程：刺激由末梢神经的局部"感受野"拿获并编码，再通过神经纤维层层递进、渐渐聚焦，最终酿成完满的嗅觉信息传导至大脑。
NRE-skin 撤职这一念念路，在硬件层面兑现了"传感器即神经元"的臆度打算：它将每个压力传感器平直与一个袖珍悠扬电路相集成。
当皮肤感知压力时，传感器的电阻变化会即时调控悠扬电路，导致其输出的脉冲信号频率发生转换。
具体而言，压力越大，脉冲辐射得越密集，以此完成压力强度到脉冲频率编码的平直转译。
更奥妙的是，为了精笃定位，每个传感器被赋予了一组特有的无源元件（电阻 R 和电容 C）算作其"位置指纹"。
这些元件的竖立使得每个位置发出的脉冲，在局面、宽度或幅度上都具有唯一无二的特征。
由此，NRE-skin 通过这种"频率 - 强度，特征 - 位置"的编码样式，将扫数复杂的触觉信息高效地汇注到单一传输通谈中。
在将触觉信息编码为脉冲信号后，NRE-skin 模仿东谈主类皮肤的分层处分，臆度打算了四层结构（封装层、传感层、电路层、基底层） 。
况兼还在电路层面建造了分层的、神经状的感受野结构，以兑现信号的渐进降维和数据流简化。
在生物系统中，东谈主类皮肤的功能由精密的四层结构缓助：角质层、表皮层、真皮层和皮下组织。
这些层级中蕴含着高度复杂的嗅觉系统，踱步于真皮和表皮的多种机械感受器与分层的神经感受野共同组成了信息相聚与处分的一体化网罗。
该网罗将触觉刺激分为两类：
基础感知（如剧烈难堪）通过脊髓反射弧快速处分，触发无需大脑参与的局部自动反应（如缩回）。
复杂感知（如刺激强度的精笃定位和挫伤识别）则会被逐级传递至大脑皮层，进行更深档次的分析和决议。
与之访佛，NRE-skin 也收受了访佛的四层结构，将嗅觉信号从外周逐级传递至更高层级的处分中心，兑现了从粗到细的定位与筛选：
封装层：模拟角质层，提供名义的机械保护和举座看管。
基底层：模拟皮下组织，提供缓冲，收受外力冲击，并算作机械缓助。
传感层：对应东谈主类的机械感受器 , 雅致感知外部刺激（如压力），并将其调理为电信号。
电路层：对应东谈主类的信号传导神经，NRE-skin 的中枢。雅致脉冲编码、信号处分、局部反射决议。
在四层结构中，电路层是 NRE-skin 的中枢处分模块。
它位于传感层之下，雅致将压力刺激调理为脉冲序列，并通过一套模拟生物嗅觉处分机制的东谈主工感受野网罗对信号进行初步处分，兑现渐进降维和数据流简化。
电路层被进一步细分为五个重要功能区域：
难堪中心：用于难堪信号评估、
特征中心：用于识别信号开始的皮肤模块
信号整合器：用于归拢各路输出
脉冲发生器：用于生成脉冲序列和都集器（用于与外部皮肤模块都集）
在此基础上，扣问东谈主员进一步集成了两大高等功能：
主动难堪感知与局部反射
NRE-skin 具备基于难堪阈值触发的局部反射机制。电路层面的"难堪中心"及时监测脉冲频率所反应的压力强度。
一朝压力稀奇阈值，系统会绕过中央处分器，直斗争发访佛脊髓反射弧的机制，兑现毫秒级的即时保护动作（如缩回），大幅普及机器东谈主的安全响应智商。
挫伤自检与模块化调节
NRE-skin 通过检测传感器周期性产生的"活脉冲"景色，兑现了皮肤挫伤的精准自检和定位。
一朝脉冲住手，即意味着皮肤受损。团结其模块化快拆臆度打算，这极地面简化了受损皮肤单位的快速更换与调节历程。
总体看来，NRE-skin 不仅是一种更高效的电子皮肤，更是一种具备自主感知、及时判断和自我保护机制的仿生智能系统，为以前制造更安全、更具东谈主性化的仿东谈主机器东谈主奠定了坚实的工程基础。
这篇论文的第一作家是来自香港城市大学的高育育。
他现在是港城大学的博士后，扣问标的包括触觉感知（Tactile Sensing）和柔性电子（Flexible Electronics）。
他本科和硕士都毕业于西南交通大学重庆在线直播系统价格，博士毕业于香港城市大学。
