中枢与周围神经合作强化机器鳗鱼性能

来源: 《中国科学报》 2021-08-27 06:30:14

机器鳗鱼AgnathaX 图片来源:《科学—机器人》

日前,瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的研究人员在《科学—机器人》发表的一篇论文中,介绍了一种机器鳗鱼——AgnathaX。

与此前已开发出类似鳗鱼的游泳机器人不同,AgnathaX可以利用模拟的中枢和周围神经系统来实现更强大的性能。研究人员表示,该研究是为了探索动物的中枢和周围神经系统对运动的贡献方式。

此前,一些科学家推测大脑和脊髓的中枢神经系统应在运动中负主要责任,因为它产生的信号可以有节奏地移动动物的腿、鳍或翅膀。但另一些科学家认为,连接身体四肢和大脑的周围神经则发挥了更大的作用,因为运动的四肢中的神经产生了反馈信号,使节奏持续。

AgnathaX的诞生则证明了两个神经系统对运动都很重要。AgnathaX的身体由10个相连的部分组成,每部分都包含一个马达,扮演着真正的鳗鱼肌肉的角色。中枢神经的扮演者是板载的微处理器,负责依次激活马达,以产生起伏的游泳运动。

而位于每个节段两侧的力传感器模拟外围神经系统,则能够感知周围水面的波动。

研究人员发现,当两个神经系统一起工作时,AgnathaX游动得最好。当研究人员模拟脊髓病变,切断了某些节段之间的通信时,力传感器提供的反馈仍然足以维持整体的游泳运动模式。而当这些传感器被禁用时,机器人也能够依靠中枢神经的控制保持泳姿。(原鸣)

[ 责编:武玥彤]

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