新的机器人模仿脊椎动物运动

EPFL 科学家们发明了一种新型的机器人模仿步态的蝾螈，前所未有的细节。该机械手具有 3D 打印的骨头、 机动的关节和电子线路作为其”中枢神经系统”。蝾螈物种 Pleurodeles 害虫的启发，”Pleurobot”可以行走、 爬行，和甚至在水下游泳。结果是今天刊登在英国皇家学会期刊接口。

奥克 Ijspeert 和他的团队在洛桑的仿生实验室建造蝾螈机器人之前，但这是他们建立了一个机器人，它准确地基于动物的骨骼的三维运动的第一次。科学家们使用 x 射线从顶部和侧面，蝾螈的视频跟踪升到 64 点，沿着它的骨架，而它执行不同类型的运动，在水中和地面上。

Ijspeert 说:”什么是新真的是我们对建设 Pleurobot，做法”。”它涉及设计简化的骨结构和复制三个维度，蝾螈的步态之间取得适当的平衡”。贴片加工

研究人员设计了 Pleurobot，用较少的骨头和关节比真实生活的生物。机器人特点只有 27 电机和 11 段沿背脊的部位，而两栖动物有 40 椎骨和多个关节，其中一些甚至可以自由旋转和移动一边到另一边或向上和向下。在设计过程中，研究人员确定的所需，以及沿机器人的身体的最佳位置的机动区段的最小数目。因此，它可以复制许多蝾螈的类型的运动。

“动物运动本质相当复杂的过程，”科斯塔斯 Karakasilliotis 设计的第一个版本的 Pleurobot 说。”现代工具喜欢照片、 立体印刷、 快速计算帮助我们提请接近理解和复制它。

对于 Ijspeert，脊椎动物运动是脊髓、 身体和环境之间复杂的相互作用。它是在脊髓中控制运动，不是大脑;所以模仿，蝾螈的运动使脊髓如何工作以及它如何与人体相互作用的洞察。所以密切模仿人体的生物力学性能的机器人可以成为一个有用的科学工具，探讨这些交互作用。

学习关于蝾螈的脊髓洞察它所有的脊椎动物，包括人类在内的功能。两栖类动物的形态相似，第一次的陆地生物，这意味着从进化的角度来看，蝾螈是我们的祖先。

神经生物学家显示脊髓电刺激是什么决定是否蝾螈走路、 爬或游泳。在最低层次的刺激，蝾螈走;与更高的刺激，其速度增加，并超过一定阈值蝾螈开始游泳。Pleurobot 被编程，以准确地模仿所有这些功能。

Ijspeert 认为，理解这种相互关系脊髓和身体运动的基本原理将有助于随着未来疗法和神经假体装置为截瘫病人和截肢者的发展。他还认为，用于 Pleurobot 的设计方法可以帮助开发其他类型的”生化机器人”将成为神经科学和生物力学的重要工具。