大阪大學(xué)的科學(xué)家創(chuàng)造了一款新型的四足機(jī)器人，它可以重現(xiàn)貓的神經(jīng)肌肉動力學(xué)，以像貓一樣的方式進(jìn)行活動，并能夠在其他機(jī)器上重現(xiàn)這種類似的運動控制。研究人員說，這項研究不僅可以推動新型機(jī)器人的發(fā)展，還可以為生物研究提供工具。

研究人員基于動物行走展開了研究，主要目的是為了弄清復(fù)雜的神經(jīng)系統(tǒng)在他們的大腦和脊髓中是如何產(chǎn)生各種反應(yīng)運動的。然而科學(xué)家們最近證明，動物的穩(wěn)定步態(tài)僅由反射回路產(chǎn)生，這為大阪團(tuán)隊的學(xué)生及其導(dǎo)師奠定了這款新型機(jī)器人的發(fā)明基礎(chǔ)。

由于動物保護(hù)法，研究人員很難在實驗室中對真實的動物進(jìn)行研究實驗，因此他們?nèi)匀桓悴磺宄游锏纳眢w如何整合負(fù)責(zé)其運動的反射回路。但根據(jù)研究和觀察，研究團(tuán)隊通過在機(jī)器人的每條腿上再現(xiàn)運動的反射回路，開發(fā)了四足機(jī)器人的運動能力。

動物運動模型

這款機(jī)器人主要是由四條后驅(qū)動的腿組成，這四條腿可以幫助機(jī)器人重現(xiàn)動物的靈活性，研究人員通過使用計算機(jī)系統(tǒng)來重現(xiàn)動物肌肉的運動方式，他們通過在平臺上進(jìn)行實驗，尋找有助于提高機(jī)器人產(chǎn)生穩(wěn)定步態(tài)的反射回路，從而發(fā)現(xiàn)了許多關(guān)于貓是如何走路的。

實際上就是一個簡單的反射回路，它可以產(chǎn)生腿部的運動軌跡和穩(wěn)定的步態(tài)模擬。同時他們還發(fā)現(xiàn)，機(jī)器人可以通過簡單地在每條機(jī)械腿上復(fù)制交互回路來產(chǎn)生穩(wěn)定的步行運動，當(dāng)交互回路被切斷時，它的運動會變得不穩(wěn)定。

機(jī)器人和生物學(xué)意義

研究人員在神經(jīng)機(jī)器人學(xué)前沿雜志上發(fā)表了一篇關(guān)于他們研究工作的論文。這個研究團(tuán)隊的工作允許科學(xué)家在不同實驗條件下，無需使用活體動物也能研究動物運動的力學(xué)，這項研究對機(jī)器人和生物研究來說都具有重大意義。這對于開發(fā)與貓或其他動物一樣的機(jī)器人技術(shù)來說具有明顯的好處。

該平臺還可用于動物的生物學(xué)研究，甚至可以運用在其他非科學(xué)場景中。通過創(chuàng)造模仿動物結(jié)構(gòu)，將機(jī)器人與生物學(xué)進(jìn)一步融合，是了解動物和人類行為背后原理的第一步。在不使用活體動物進(jìn)行實驗的情況下獲得有關(guān)動物的知識，這對于人類來說意義也非常重大。