Sehen Sie sich einem Robot Salamander schwimmen und zu Fuß (Video)
Ein neuen Salamander-Roboter ist so konzipiert, dass laufen, Schwimmen und Ecken umdrehen.
Der neue Salamander-inspirierten Bot trägt dazu bei, dass die Wissenschaftler verstehen, genau wie das Rückenmark Bewegung orchestriert.
"Wir wollen Rückenmark Modelle und validieren sie auf Roboter. Hier wollen wir einfach, beginnen"Auke Ijspeert, eine Roboteringenieur bei der die ETH Lausanne, sagte in einem kürzlich veröffentlichten TED Talk.
Das ultimative Ziel ist zu zeigen, wie Tiere von verschiedenen Arten von primitiven Neunaugen, Katzen und Menschen, modulieren und kontrollieren ihre Bewegung, die eines Tages Rückenmark Verletzungen Patienten wieder die Kontrolle über ihre Beine helfen könnte. [5 Roboter, die wirklich bewegen können!]
Primitive Wanderer
Um zu starten, beschloss das Team, Modell Salamander. Aus evolutionärer Sicht Salamander sind lebende Fossilien – ganz in der Nähe in ihrer Bewegung zu den Kreaturen, die zuerst aus dem Meer ans Land trat. Sie auch nahtloses Umschalten zwischen Wandern und Schwimmen, sagte Ijspeert.
"Es ist eine wirklich wichtige Tier aus evolutionärer Sicht", sagte Ijspeert im Gespräch. "Es macht eine wunderbare Verbindung zwischen Schwimmen, wie Sie ihn in Aalen oder Fisch und vierbeinigen Fortbewegung, wie Sie bei Säugetieren, bei Katzen oder Menschen sehen."
Im Wasser Wogen Salamander im sogenannten Anguilliform Bewegung schwimmen. Diese Schwimmbewegung entsteht durch eine kontinuierliche Welle der Bewegung in das Rückenmark. Wenn die Salamander auf dem Land ist, schaltet es leicht in eine zu Fuß Gangart Trab, Ijspeert sagte.
Die Forscher fanden heraus, dass alle diese zwei Modi der Bewegung durch das Rückenmark orchestriert sind. Zum Beispiel produziert ein enthaupteten Salamander noch zu Fuß Gang wenn die Wirbelsäule Eigenschaft elektrisch stimuliert wird. Stimuliert das Rückenmark mehr, als ob ein Gaspedal "pressen" sagt den kopflosen Salamander Umstieg auf seine Gangart schwimmen Ijspeert gesagt.
Neuerstellung der Bewegung
Um den Roboter zu erstellen, modelliert das Team zunächst die Rückenmark-Schaltungen, die scheinen, diese Bewegung zu fahren. Es stellte sich heraus, dass ein Salamander hat im Wesentlichen sehr primitiv Nerv Schaltungen, dass Laufwerk Bewegung in primitiven Fischen wie Neunaugen, aber hatte einfach auf zwei zusätzliche neuronale Schaltkreise, die Kontrolle der Front und back Gliedmaßen aufgepfropft.
Als nächstes verwendet das Team ein video Röntgengerät, um die Knochen Bewegung der Salamander neu zu erstellen, als sie ging und Schwamm. Dann identifiziert die wichtigsten Knochen und in einem physischen Roboter simuliert.
Erstaunlicherweise neu Robot Salamander die Wander- und Schwimmen Gangarten nahezu perfekt mit dem Rückenmark Kreislauf kontrollieren, ob der Roboter Salamander schwammen oder ging. (Der Roboter musste einen "Neoprenanzug" kommt man in den Pool don.) Das Team konnte auch den Salamander, drehen einfach durch die Stimulierung von einer Seite des Rückenmarks mehr als das andere, erhalten.
Die Ergebnisse zeigen, wie gut das Rückenmark scheint zur Kontrolle der Bewegung, die auch beim Menschen ähnlich zu sein scheint.
"Das Gehirn muss nicht um jeden Muskel zu kümmern, es muss einfach zu diesem hochrangigen Modulation kümmern und es ist wirklich die Aufgabe des Rückenmarks, die Muskeln zu koordinieren," sagte Ijspeert im Gespräch.
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