创新

新 一代可植入性人工光感受器

助力恢复盲小鼠视力

●创新点

视网膜中对光敏感的感受细胞（光感受器），受光照射产生电信号启动了视觉过程。由于光感受器不能自行修复，它们一旦损伤或退变（如常见的黄斑变性），就有可能导致失明。人造光感受器有望通过与受损的视网膜进行连接，人为地将光信号转为神经信号，帮助患者重见光明。然而，此类设备有着自身的局限——为了产生并传导信号，它们需要植入一个额外的微电子处理器，这限制了人造光感受器在体内的应用。如果能打破这一限制，无疑能拓展此类设备的应用前景。近日，复旦大学脑科学研究院和复旦大学先进材料实验室联手，经过3年的不懈努力，研发出了一种纳米线阵列，这种创新材料可以用作人造光感受器，替代视网膜关键细胞的功能。

●方法和结果

该合作团队受光感受器的结构和功能启发，研发了经过金纳米颗粒修饰的二氧化钛纳米线阵列的人工光感受器。该纳米线阵列植入盲小鼠视网膜中后，视网膜中存留的神经节细胞（把视觉信号经视神经向大脑视觉中枢传递）恢复了对绿色、蓝色和近紫外的光反应，其对光的敏感度和空间分辨率均接近正常小鼠。研究团队进一步在活的盲小鼠眼底植入纳米线阵列，发现视觉中枢（视皮层）的神经元也恢复了对光的响应，瞳孔光反射有所改善，这些结果表明盲小鼠的视觉已恢复。

应用前景

该研究成果为黄斑变性等视觉疾病的治疗提供了一条新途径。通过研发新一代可植入性人工光感受器，帮助视觉恢复。

Source：Jing Tang, Nan Qin,Yan Chong, et al. Nanowire arrays restore vision in blind mice [J].Nature Communications 9, 2018,786. https://www.nature.com/articles/s41467-018-03212-0. DOI:10.1038/s41467-018-03212-0.

运 动控制与姿态调节算法取得重要进展

可应用于可穿戴爬行机器人

●创新点

可穿戴机器人是机器人研究领域的重要分支之一，在促进新型医疗与现代军事作战方面具有重要的意义。可穿戴机器人的准确性与鲁棒性是现存的两大技术难点。难点之一在于与柔性材料接触，精确的系统建模难以实现；难点之二在于难以建立鲁棒的系统控制方法，所携带硬件控制器的计算能力受限。中国科学院深圳先进技术研究院的科研团队经过长期调研与实践，成功研究出了用于柔性材料的可穿戴爬行机器人的控制算法。

●方法和结果

研究人员经过长时间的努力，基于Clothbot原型样机成功研究出了其运动控制与姿态调节算法。该算法可实现其驱动装置位置控制稳定阶段RMSE=0.432和速度控制稳定阶段RMSE=0.505。同时，该算法可实现主动调节机器人尾部倾角，进而调节夹持机构的夹持量，防止因机器人夹持量过大，卡死在柔性材料表面；或者因机器人夹持量过小，脱离柔性材料表面。

应用前景

可穿戴爬行机器人是未来可穿戴设备的一个重要的发展方向。吴新宇团队的研究提供了一种能够让机器人在柔性材料表面进行路径规划和垂直爬行的复杂算法，为将来可穿戴机器人的发展奠定了坚实的基础。

Source：Xinyu Wu, Jia Liu,Yimin Zhou. et al. Movement Control and Attitude Adjustment of Climbing Robot on Flexible Surfaces[J].IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2018, 65(3)：2618-2628.