鳗鱼|中枢与周围神经合作强化机器鳗鱼性能


鳗鱼|中枢与周围神经合作强化机器鳗鱼性能
文章图片
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 。
【鳗鱼|中枢与周围神经合作强化机器鳗鱼性能】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)

    推荐阅读