一个国际研究团队近日报道了一种新型人工伤害感受器系统，能够再现生物伤害感受器中“随温度变化而调整阈值”的关键特性。相关成果发表在期刊《Advanced Functional Materials》上，论文题为《温度调制的挥发性忆阻器阈值响应：迈向仿生多模态伤害感受系统》。研究由世宗大学金熙东教授领衔，世宗大学与日本东京大学研究人员共同完成。

扩展人工伤害感受系统的设计范式

在仿生学研究中，用硬件完整模拟生物机制始终是重要目标。尤其是痛觉感知这类需要对外界刺激快速响应的系统，对器件的运行稳定性和可感知刺激类型的丰富度都有较高要求。现有人工伤害感受器在可适应的刺激范围和多模态响应方面仍存在局限，影响其在复杂真实环境中的应用潜力。

为突破这些限制，研究团队引入了一种基于忆阻器的器件结构，将温度依赖行为与电阻切换过程耦合起来，从而在同一平台上体现不同刺激模态之间的相互影响。

关键亮点：温度调制的阈值响应

在生物伤害感受器中，对机械刺激的响应阈值会随温度而改变。例如，在炎症状态或高温环境下，相同强度的机械刺激更容易被感知为疼痛，表现为阈值降低、反应增强。

研究人员证明，这种忆阻器的可量化温度依赖特性，可以在单一器件中再现生物伤害感受器的阈值可调行为，从而实现更接近生物系统的集成化刺激—响应模式。

借助极为简化的电路配置，团队在系统层面演示了多项关键伤害感受功能，包括：

• 阈值触发式响应
• 响应后的恢复过程
• 痛觉过敏（对刺激更敏感的状态）
• 由温度调制的阈值变化

面向未来应用的技术基础

研究成果为多种未来技术提供了潜在基础平台，例如能够自主识别危险刺激的电子皮肤、更智能的人形机器人以及具备安全感知能力的可穿戴设备等。

金熙东教授表示，团队希望以此为起点，进一步缩小生物理论模型与实际仿生硬件实现之间的差距，推动多个技术领域的交叉发展，并探索具有现实应用价值的仿生感知系统技术路径。