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理化所:在仿生液态金属机电一体化器件研究方面取得进展

 透视眼

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近日,中国科学院理化技术研究所刘静、饶伟团队从生物压电离子通道蛋白功能机制中获得灵感,设计了一种面向柔性人工智能领域的仿生液态金属机电一体化器件(LMMD)。在生物体内,机械刺激将引起压电离子通道蛋白的开关,从而触发细胞膜内外产生离子梯度;类似地,基于液态金属的机电耦合效应,机械刺激将引起液态金属液柱的双模态切换,从而触发电极间产生电荷梯度,形成自供能的输出状态切换行为(图1)。LMMD的机电性能遵循生物神经系统的响应机制,符合全或无定律,输出信号的信噪比可达40 dB。

基于LMMD的输出状态切换行为特性,可以构建出不同的信号运算功能,其中包括信号逻辑运算、三进制线性运算(加、减法运算),以及信号模拟运算(信号放大和信号滤波)。另外,研究进一步证实了LMMD在智能识别、信息编码、通信和控制等方面的潜在应用价值。这项工作将为推动新一代柔性人工智能系统的发展开辟新思路。相关成果以 Biomimetic Liquid Metal Mechatronic Devices为题发表在《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)上。

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回复透视眼:在柔性电子领域,团队近期还针对液态金属微纳电路制造的普适性难题开展了流体动力学分析,从仿生学角度提出了差动毛细效应诱导的自组装方法

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