碰疼了会躲！这个植入“迷你大脑”的AI机器人，可感知疼痛，还能自我愈合人类为什么会产生痛觉？没错

人类为什么会产生痛觉？
没错，是因为大脑中枢神经。和触觉、温度等感觉一样，我们对疼痛非常敏感，当受到外界“轻微”刺激时，体内的神经元产生相应的信号，并传输至大脑中的中枢神经系统，让我们产生痛感。
借助这一反应机制，如果给机器人植入一个“大脑” ，是否也可以让它感知疼痛？
对于这个疑问，南洋理工大学(NTU Singapore)的科学家们给出了肯定回答。最近，他们通过一种启发大脑的方法，为机器人开发了一个“迷你大脑” ，可以让它敏感地识别“疼痛” 。
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不过，光是识别疼痛还不够。
就像我们的手指不小心划破一个口子，不需要专业医护人员来处理一样。机器人“受伤”后，也需要进行“自我修复” 。
而这项功能同样被NTU团队的最新研究攻破了，他们所研发的“迷你大脑” ，可以让机器人像人类一样感知外界施加的“疼痛，并修复轻微损伤，不需要人工干预。
“碰疼了”会躲的机器人人类感受到疼痛的第一反应是躲避，机器人也一样。
在展示Demo中，研究人员“捏”了一下机器人的触角，机器人立即采取了躲避措施，说明它感知到了外界的刺激。
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这一反应是如何实现的呢？
如果让机器人能够识别外界刺激，首先它需要一层覆盖全身的“皮肤” ，而这个皮肤就是传感器系统。
但需要注意的是，传感器并不处理信息，这意味它需要依靠外界的辅助设备来充当“神经元” 。在现有研究中，通常是将传感器信号，发送到外界一个大型的中央处理器上集中处理。
而这种方法也带来了不限复杂、延迟低、维护难等问题。
为此，研究人员研发研制了一种忆阻晶体管，它是一种“类脑”电子设备，能够对信息进行记忆和处理。他们将这种忆阻晶体管内置于卫星阈值调整接收器（ Satellite Threshold Adjusting Receptors ， STARs）中，并提出了将其与传感器相结合的方法。
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STARs接收器对伤害性信号的处理过程
在传感器节点的网络中，这些多个较小的、功能较弱的处理单元与传感器节点相连接，通过对信息的实时处理，降低了布线复杂性，同时提高了容错率和延时问题。
而这些处理单元就像分布在机器人皮肤上的“迷你大脑” 。研究人员介绍称，
相比于传统集中式的处理方法，这种分散式系统使机器人的布线数量和响应时间减少了5到10倍。
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在分布式系统中，每个处理单元通过传感器元件来处理压力信号， STARs负责接收局部伤害或疼痛信号，而SWARM负责建立多重信号与突触神经元（Satellite Spiking Neurons ， SSNs）之间建立关联。
其中， SWARM是一种卫星重量调节电阻存储器（Satellite Weight Adjusting Resistive Memories），主要用来模拟生物突触信号。
当检测到与有害刺激相关的纹理时， SWARM会调制神经元的放电速率，并触发“躲避”反应，避免潜在的身体伤害。
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“受伤”机器人的自我修复机制更重要的，这款机器人模仿了人类生物系统的工作方式，可以像人类皮肤被割伤后自行愈合一样，完成自我修复。
在Demo中，研究人员拔掉了机器人的电极线来代表受到的外界损伤。