ARM del robot implementado con MASNS que tiene características de habituación y sensibilización. Crédito: Nature Communications (2025). Doi: 10.1038/s41467-025-60818-x
En medio del desarrollo de la inteligencia artificial y los avances robóticos, desarrollar tecnologías que permitan a los robots percibir y responder eficientemente a su entorno como los humanos se ha convertido en una tarea crucial. En este contexto, los investigadores coreanos están ganando atención para implementar recientemente un sistema nervioso sensorial artificial que imita el sistema nervioso sensorial de los organismos vivos sin la necesidad de software o circuitos complejos separados. Se espera que esta tecnología innovadora se aplique en campos, como en robots ultra pequeños y prótesis robóticas, donde las respuestas inteligentes y eficientes en energía a los estímulos externos son esenciales.
Kaist anunció el 15 de julio que un equipo de investigación conjunta dirigido por el Presidente del Dotado, Shinhyun Choi, de la Escuela de Ingeniería Eléctrica de Kaist y el Profesor Jongwon Lee, del Departamento de Convergencia Semiconductora de la Universidad Nacional de Chungnam, desarrolló un sistema sensorial de la próxima generación de la próxima generación. Este sistema imita las funciones del sistema nervioso sensorial de un organismo vivo y permite un nuevo tipo de sistema robótico que puede responder eficientemente a estímulos externos.
El estudio es publicado En la revista Nature Communications.
En la naturaleza, los animales, incluidos los humanos, significan estímulos seguros o familiares y reaccionan selectivamente con sensibilidad a los importantes o peligrosos. Esta respuesta selectiva ayuda a prevenir el consumo de energía innecesario al tiempo que mantiene una rápida conciencia de las señales críticas. Por ejemplo, el sonido de un aire acondicionado o la sensación de ropa contra la piel pronto se vuelve familiar y no se tienen en cuenta.
Sin embargo, si alguien llama a su nombre o un objeto afilado toca su piel, se produce un enfoque y una respuesta rápidos. Estos comportamientos están regulados por las funciones de “habituación” y “sensibilización” en el sistema nervioso sensorial. Se han hecho intentos consistentemente para aplicar estas funciones del sistema nervioso sensorial de los organismos vivos para crear robots que respondan de manera eficiente a entornos externos como los humanos.
La respuesta del brazo del robot con un MASNS convencional de Memristor de bajo orden de acuerdo con los estímulos aplicados. Crédito: Nature Communications (2025). Doi: 10.1038/s41467-025-60818-x
Sin embargo, la implementación de características neuronales complejas, como la habituación y la sensibilización en los robots, ha enfrentado dificultades en la miniaturización y la eficiencia energética debido a la necesidad de software o circuitos complejos. En particular, ha habido intentos de utilizar memristores, un semiconductor neuromórfico.
Un memristor es un dispositivo eléctrico de próxima generación que se ha utilizado ampliamente como una sinapsis artificial debido a su capacidad para almacenar un valor analógico en forma de resistencia del dispositivo. Sin embargo, los memristores existentes tenían limitaciones para imitar las características complejas del sistema nervioso porque solo permitían cambios monotónicos simples en la conductividad.
Para superar estas limitaciones, el equipo de investigación desarrolló un nuevo memristor capaz de reproducir patrones de respuesta neuronal complejos, como la habituación y la sensibilización dentro de un solo dispositivo. Al introducir una capa adicional dentro del memristor que alteran la conductividad en direcciones opuestas, el dispositivo puede emular de manera más realista los comportamientos sinápticos dinámicos de un sistema nervioso real, por ejemplo, disminuyendo su respuesta a estímulos seguros repetidos pero recuperando rápidamente la sensibilidad cuando se detecta una señal de peligro.
Utilizando este nuevo memristor, el equipo de investigación creó un sistema nervioso sensorial artificial capaz de reconocer el tacto y el dolor, y lo aplicó a una mano robótica para probar su rendimiento. Cuando los estímulos táctiles seguros se aplicaron repetidamente, la mano del robot, que inicialmente reaccionó con sensibilidad a estímulos táctiles desconocidos, mostró gradualmente las características de habituación al ignorar los estímulos.
(Desde la izquierda) Ph.D Candidate See-On Park, el profesor Jongwon Lee y el profesor Shinhyun Choi. Crédito: Kaist
Más tarde, cuando se aplicaron estímulos junto con una descarga eléctrica, lo reconoció como una señal de peligro y mostró características de sensibilización al reaccionar con sensibilidad nuevamente. A través de esto, se demostró experimentalmente que los robots pueden responder eficientemente a estímulos como humanos sin software o procesadores complejos separados, verificando la posibilidad de desarrollar robots neuroinspirados en la energía.
See-On Park, investigador de Kaist, declaró: “Al imitar el sistema nervioso sensorial humano con semiconductores de próxima generación, hemos abierto la posibilidad de implementar un nuevo concepto de robots que son más inteligentes y más eficientes en la energía para responder a entornos externos.
“Se espera que esta tecnología se utilice en varios campos de fusión de semiconductores y robóticos de próxima generación, como robots ultra pequeños, robots militares y robots médicos como prótesis robóticas”.
Más información: See-On Park et al, demostración experimental del sistema nervioso artificial basado en memristor de tercer orden para el sistema nervioso sensorial para la robótica neuro inspirada, las comunicaciones de la naturaleza (2025). Doi: 10.1038/s41467-025-60818-x
Proporcionado por el Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST)
Cita: Robot Hand ‘siente’ dolor e ignora el toque inofensivo con un nuevo sistema sensorial (2025, 16 de julio) recuperado el 16 de julio de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-07-Robot-pain-Harmless-Sensory.html
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