Peneliti menggunakan platform robotik untuk mempelajari jaringan refleks kucing berjalan
Robotics

Peneliti menggunakan platform robotik untuk mempelajari jaringan refleks kucing berjalan


Gambar 1: Robot berkaki empat yang dapat mereproduksi karakteristik otot dan refleks hewan. Kredit: Universitas Osaka

Sekelompok peneliti dari Universitas Osaka mengembangkan platform robot berkaki empat yang dapat mereproduksi dinamika neuromuskuler hewan (Gambar 1), menemukan bahwa gaya berjalan yang stabil dan perilaku eksperimental kucing berjalan muncul dari sirkuit refleks dalam eksperimen berjalan pada robot ini. Hasil penelitian mereka dipublikasikan di Perbatasan dalam Neurorobotik.

Diperkirakan bahwa gaya berjalan yang stabil pada hewan dihasilkan oleh sistem saraf yang kompleks di otak dan sumsum tulang belakang; Namun, penelitian terbaru menunjukkan bahwa gaya berjalan yang stabil dihasilkan oleh sirkuit refleks saja. Para ilmuwan menemukan kandidat sirkuit refleks untuk menghasilkan gerakan berjalan yang stabil pada kucing, menyelidiki mekanisme pergerakan kucing dengan mereproduksi kontrol motorik mereka menggunakan robot dan simulasi komputer.

Karena percobaan menggunakan hewan dikontrol dengan ketat dan dibatasi dalam hal perlindungan hewan, sulit untuk mempelajari pergerakan hewan. Jadi, masih belum diketahui bagaimana sistem saraf yang ditemukan dalam penelitian sebelumnya diintegrasikan (yaitu, bagaimana sirkuit refleks yang bertanggung jawab untuk penggerak hewan diintegrasikan) dalam tubuh hewan.

Toyoaki Tanikawa dan asisten profesor pengawasnya YoichiMasuda dan Prof MasatoIshikawa mengembangkan robot berkaki empat yang memungkinkan reproduksi kontrol motorik hewan menggunakan komputer. Robot berkaki empat ini, yang terdiri dari kaki yang sangat dapat dikendarai ke belakang untuk mereproduksi fleksibilitas hewan dan motor yang dapat dikontrol torsi, dapat mereproduksi karakteristik otot hewan. Dengan demikian, dimungkinkan untuk melakukan berbagai eksperimen menggunakan robot ini daripada hewan itu sendiri.

Dengan mencari sirkuit refleks yang berkontribusi pada generasi kucing berjalan dengan stabil melalui eksperimen robotik, para peneliti menemukan sirkuit refleks sederhana yang dapat menghasilkan lintasan kaki dan pola gaya berjalan yang stabil, yang mereka namakan “refleks rangsang timbal balik antara pinggul dan lutut. ekstensor. “

Kredit: Universitas Osaka

Dalam penelitian ini, peneliti menemukan bahwa:

  • Robot menghasilkan gerakan berjalan yang stabil hanya dengan mereproduksi sirkuit timbal balik di setiap kaki robot.
  • Kiprah robot menjadi tidak stabil saat sirkuit timbal balik terputus.
  • Ketika sirkuit rangsangan timbal balik distimulasi, sirkuit tersebut menghasilkan fenomena yang disebut “pemanjangan fase berdiri”. Hasil ini menunjukkan bahwa sirkuit ini merupakan komponen penting yang bertanggung jawab untuk berjalan pada kucing.

Hasil penelitian kelompok ini akan bermanfaat bagi bidang biologi dan robotika. Selain membawa pengetahuan baru bagi biologi, jika hewan robotik dapat menjadi pengganti hewan nyata di masa depan, akan memberikan lebih banyak kesempatan kepada ilmuwan untuk mempelajari mekanisme penggerak hewan dalam berbagai kondisi eksperimental. Mendekati struktur robot dengan hewan akan mengarah pada pengembangan teknologi dasar untuk membuat robot yang bergerak dan bermanuver seefektif hewan.

Penulis bersama Yoichi Masuda mengatakan, “Memperoleh pengetahuan tentang hewan tanpa menggunakan hewan percobaan juga penting bagi manusia yang tinggal bersama mereka. Kombinasi lebih lanjut dari robotika dan biologi melalui penciptaan robot yang meniru struktur hewan dan penggeraknya dapat menjadi langkah pertama untuk memahami prinsip-prinsip yang mendasari perilaku hewan dan manusia. ”


Berjalan kaki empat dikendalikan dan didukung oleh udara bertekanan


Informasi lebih lanjut:
Toyoaki Tanikawa dkk. Refleks Eksitasi Timbal Balik Antara Ekstensor Menghasilkan Perpanjangan Fase Posisi pada Kucing Berjalan: Analisis pada Platform Robotik, Perbatasan dalam Neurorobotik (2021). DOI: 10.3389 / fnbot.2021.636864

Disediakan oleh Universitas Osaka

Kutipan: Peneliti menggunakan platform robotik untuk mempelajari jaringan refleks kucing berjalan (2021, 11 Mei), diakses 11 Mei 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-05-robotic-platform-reflex-network-cats.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten tersebut disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Data SGP 2020