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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. “
Fonte da história:
Materiais fornecido por Universidade de Osaka. Nota: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e comprimento.
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Traduzido de Science Daily
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