中樞與周圍神經合作強化機器鰻魚性能

        《中國科學報》 2021-08-27 00:30:07

        機器鰻魚AgnathaX 圖片來源:《科學—機器人》

        日前,瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)的研究人員在《科學—機器人》發表的一篇論文中,介紹了一種機器鰻魚——AgnathaX。

        與此前已開發出類似鰻魚的游泳機器人不同,AgnathaX可以利用模擬的中樞和周圍神經系統來實現更強大的性能。研究人員表示,該研究是為了探索動物的中樞和周圍神經系統對運動的貢獻方式。

        此前,一些科學家推測大腦和脊髓的中樞神經系統應在運動中負主要責任,因為它產生的信號可以有節奏地移動動物的腿、鰭或翅膀。但另一些科學家認為,連接身體四肢和大腦的周圍神經則發揮了更大的作用,因為運動的四肢中的神經產生了反饋信號,使節奏持續。

        AgnathaX的誕生則證明了兩個神經系統對運動都很重要。AgnathaX的身體由10個相連的部分組成,每部分都包含一個馬達,扮演著真正的鰻魚肌肉的角色。中樞神經的扮演者是板載的微處理器,負責依次激活馬達,以產生起伏的游泳運動。

        而位于每個節段兩側的力傳感器模擬外圍神經系統,則能夠感知周圍水面的波動。

        研究人員發現,當兩個神經系統一起工作時,AgnathaX游動得最好。當研究人員模擬脊髓病變,切斷了某些節段之間的通信時,力傳感器提供的反饋仍然足以維持整體的游泳運動模式。而當這些傳感器被禁用時,機器人也能夠依靠中樞神經的控制保持泳姿。(原鳴)

        關鍵詞: 中樞 周圍 神經 合作

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