來自美國亞歷桑那州大學(xué)的研究人員現(xiàn)已研制出類似于動畫片《超級無敵掌門狗》中的“機(jī)械褲”,這實際上是一種非常類似人類步調(diào)的行走機(jī)器人,目前能夠在走廊中散步行走。
非常接近于人類步伐:美國亞歷桑那州大學(xué)研究小組最新研制了一款雙腿行走機(jī)器人,它的平衡性非常好,行走時無需輔助。
研究小組稱,他們現(xiàn)已簡化人類行走技能至“肌骨骼結(jié)構(gòu)”,使用感官反饋與腿部保持穩(wěn)定、平衡地行走。這款機(jī)器人具有完美的生物精確性,這項研究報告現(xiàn)已發(fā)表在7月7日出版的《神經(jīng)工程學(xué)物理學(xué)會雜志》上,使研究人員能夠更好地調(diào)查分析人類的行走特征。
這種機(jī)器人有助于理解嬰兒如何學(xué)會走路,以及幫助脊椎損傷患者如何恢復(fù)行走能力。掌管人類行走系統(tǒng)的關(guān)鍵性組成部分是中樞模式發(fā)生器(CPG),它是脊椎腰部區(qū)域的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),可產(chǎn)生間歇性肌肉信號。
中樞模式發(fā)生器的產(chǎn)生及之后的控制,這些信號通過收集身體不同部位的信息,可對環(huán)境做出響應(yīng)動作。從而使人們不需要思考便能做出行走動作。
最簡單的中樞模式發(fā)生器是一個半缺結(jié)構(gòu),它僅包含著兩個神經(jīng)細(xì)胞,分別釋放信號,產(chǎn)生一定的節(jié)奏。
這款最新研制的機(jī)器人包含著一個人工半缺結(jié)構(gòu),傳感器可以送遞信號反饋至這個半缺結(jié)構(gòu),其中包括載荷傳感器,當(dāng)腿部受到步進(jìn)表面壓力時可感受到肢體的力量。
該項研究合著作者之一特麗薩-克萊恩(Theresa Klein)博士說:“十分有趣的是,我們能夠產(chǎn)生行走步伐,無需平衡系統(tǒng),可以僅以簡單的半缺結(jié)構(gòu)控制臀部和一組反射響應(yīng)控制下肢來實現(xiàn)模擬人類行走。”
來自美國亞歷桑那州大學(xué)的研究人員假定嬰兒開始以簡單的半缺結(jié)構(gòu)開始行走,類似于目前最新研制的機(jī)器人,隨著時間的推移,嬰兒逐漸學(xué)會一種更為復(fù)雜的行走模式。
這可解釋為什么嬰兒在學(xué)會行走之前當(dāng)放置在跑步機(jī)上,能夠看到他們做出簡單的行走步伐,他們已形成簡單的半缺結(jié)構(gòu)。
克萊恩博士強(qiáng)調(diào),潛在地這種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以形成中樞模式發(fā)生器神經(jīng)細(xì)胞,可以解釋為什么脊椎損傷患者受傷之后經(jīng)過數(shù)個月的適當(dāng)行走能力刺激,可以逐漸
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機(jī)器人
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