瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院和波爾多大學(xué)的研究人員近日在法國(guó)里昂舉行的歐洲最大服務(wù)性機(jī)器人展上，展示了目前世界上唯一既可在陸地爬行又可在水中游弋的兩棲機(jī)器人“蠑螈”Ⅱ。
“蠑螈”機(jī)器人的設(shè)計(jì)靈感源于大自然。作為兩棲類動(dòng)物，蠑螈非常類似于地球上第一個(gè)陸地棲息的脊椎動(dòng)物。研究人員首先采用電腦模擬像七鰓鰻這樣的動(dòng)物脊椎，然后給其肢翼加上行走功能。之后，根據(jù)蠑螈的身體構(gòu)造仿制出一根長(zhǎng)長(zhǎng)的脊椎，并在機(jī)器人上安置人工神經(jīng)元，這些人工神經(jīng)元完全模擬脊椎動(dòng)物的脊椎神經(jīng)元，可對(duì)來(lái)回移動(dòng)起關(guān)鍵作用。“蠑螈”機(jī)器人Ⅱ全長(zhǎng)約0.9米，由9節(jié)黑黃相間的塑料組成，其內(nèi)分別安置了一套電池和微型控制器，行動(dòng)起來(lái)是一個(gè)連貫整體。其基于2007年研制的兩棲機(jī)器人原型“蠑螈”機(jī)器人I，在功能及速度上進(jìn)行了很大改進(jìn)。
據(jù)該研究的帶頭人、物理學(xué)家奧克-艾吉斯彼特介紹，“蠑螈”的運(yùn)動(dòng)是由沿脊椎分布的神經(jīng)回路控制。其選擇游泳或步行，取決于從“大腦”到脊椎電路信號(hào)的強(qiáng)度。電流刺激越小，機(jī)器人移動(dòng)得越慢。同理，如果加大電流，其移動(dòng)速度變快，直至神經(jīng)元中心達(dá)到工作極限。“蠑螈”能夠移動(dòng)是通過(guò)使用其脊椎神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字模型。遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)觸發(fā)模仿那些源于現(xiàn)實(shí)中真正蠑螈腦部的電信號(hào)，該信號(hào)控制機(jī)器人選擇步行還是游泳，以及速度和運(yùn)動(dòng)方向。當(dāng)“蠑螈”機(jī)器人Ⅱ準(zhǔn)備下水時(shí)，其肢翼不再使用并往后合起，隨即其身體觸水并開始蛇形游動(dòng)。
毫無(wú)疑問(wèn)，在眾多的機(jī)器人當(dāng)中，“蠑螈”將機(jī)械、生物進(jìn)化和神經(jīng)生物學(xué)相結(jié)合，集游泳、爬行和走路的功能于一身，可謂獨(dú)一無(wú)二。研究人員認(rèn)為，這是一個(gè)可以更好地了解運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)及其相關(guān)病理的有價(jià)值工具。
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