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Compreendendo Animais com Robôs – ScienceDaily


Um grupo de pesquisadores da Universidade de Osaka desenvolveu uma plataforma de robô quadrúpede que pode reproduzir a dinâmica neuromuscular de animais e descobriu que uma marcha constante e comportamentos experimentais de gatos ambulantes surgiram do circuito de reflexo em experimentos de caminhada neste robô. Os resultados de sua pesquisa foram publicados em Fronteiras em neurorobóticos.

Acreditava-se que uma marcha estável em animais era gerada por sistemas nervosos complexos no cérebro e na medula espinhal; no entanto, pesquisas recentes mostram que um passo constante é produzido apenas pelo circuito reflexo. Os cientistas descobriram um circuito de reflexo candidato a gerar o movimento constante dos gatos, investigando os mecanismos de locomoção dos gatos, reproduzindo seu controle motor por meio de robôs e simulações de computador.

Como os experimentos com animais são estritamente controlados e restritos em termos de proteção animal, é difícil estudar a locomoção animal. Portanto, ainda não se sabe como os sistemas nervosos descobertos em pesquisas anteriores estão integrados (ou seja, como os circuitos reflexos responsáveis ​​pela locomoção animal são integrados) no corpo animal.

Toyoaki Tanikawa e seus supervisores, o professor assistente Yoichi Masuda e o professor Masato Ishikawa, desenvolveram um robô de quatro patas que permite a reprodução do controle motor de animais usando computadores. Composto por pernas que podem ser movidas para trás para reproduzir a flexibilidade dos animais e motores com controle de torque, este robô quadrúpede pode reproduzir as características musculares dos animais. Portanto, é possível realizar vários experimentos usando este robô em vez dos próprios animais.

Ao procurar o circuito reflexo que contribui para a geração de caminhada constante em gatos por meio de experimentos robóticos, os pesquisadores encontraram um circuito reflexo simples que poderia produzir trajetórias das pernas e um padrão de marcha constante, que eles chamaram de “reflexo excitatório recíproco. Entre o quadril e joelho. extensores “.

Neste estudo, os pesquisadores descobriram que:

    – O robô gerava movimentos constantes ao caminhar simplesmente reproduzindo o circuito recíproco em cada perna do robô.

    – A marcha do robô tornou-se instável quando o circuito recíproco foi interrompido.

    – Quando o circuito da excitatriz mútua era estimulado, o circuito produzia um fenômeno denominado “prolongamento da fase de suporte”. Esse resultado sugere que esse circuito é um importante componente responsável pela caminhada em gatos.

Os resultados da pesquisa deste grupo irão beneficiar tanto o campo da biologia quanto da robótica. Além de trazer novos insights sobre a biologia, se os animais robóticos puderem substituir os animais reais no futuro, mais cientistas terão a oportunidade de estudar os mecanismos de locomoção animal sob várias condições experimentais. A aproximação da estrutura de um robô à de um animal levará ao desenvolvimento de tecnologias fundamentais para fazer robôs que se movem e manobram com a mesma eficiência dos animais.

O coautor Yoichi Masuda afirma: “Ganhar conhecimento sobre animais sem usar animais experimentais também é importante para os humanos que vivem com eles. Uma combinação maior de robótica e biologia por meio da criação de robôs que imitam as estruturas dos animais e sua locomoção pode se tornar o primeiro passo para compreender os princípios subjacentes ao comportamento humano e animal. “

Vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=-iLHRhvDccA&t=82s

Fonte da história:

Materiais fornecido por Universidade de Osaka. Nota: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e comprimento.


Traduzido de Science Daily

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