Pedipulator, który modeluje ludzki chód

Naukowcy z USA stworzyli robota składającego się z zestawu nóg, które po raz pierwszy w pełni modelują anatomię chodzenia.

Skomplikowana architektura systemu motorycznego człowieka, opartego o sieci neuronów, układ mięśniowo-szkieletowy oraz zmysły będące swoistym sprzężeniem zwrotnym, została uproszczona i stanowiła bazę w budowie robota.

Biologiczna dokładność robota została opisana na łamach czasopisma Journal of Neural Engineering. W artykule autorzy rozważają nad możliwościami, jakie przed nimi stoją. System przyda się do badań nad tym, w jaki sposób dziecko uczy się chodzić; pozwoli także zrozumieć, w jaki sposób pacjenci z uszkodzonym rdzeniem kręgowym są w stanie poddać się owocnej rehabilitacji.

Centralnym ośrodkiem ruchu jest sieć neuronowa zlokalizowana w odcinku lędźwiowym. Tam generowane są rytmiczne sygnały mięśniowe. Następnie sieć ta kontroluje je, zbierając informacje z różnych części ciała, które reaguje na bodźce zewnętrzne. Pozwala to ludziom chodzić, bez angażowania do tego procesu świadomości.

Można taką sieć uprościć, angażując pary neuronów, które wysyłają sygnały naprzemiennie. O właśnie taki system oparty jest robot. Posiada sensory siły, które pozwalają na interakcję z otoczeniem i dają możliwość kontroli nad naciskiem na podłoże, po którym stąpa robot.

Doktor Theresa Klein, współautorka prac, powiedziała: „Co ciekawe, udało nam się stworzyć zadowalający efekt, wykorzystując uproszczony model sieci neuronowej, która kontroluje przegub biodrowy oraz kończyny dolne."

Naukowcy z Uniwersytetu w Arizonie stawiają hipotezę, że dzieci posiadają na początku właśnie taką prostą formę sieci neuronowej. Postawienie takiej hipotezy tłumaczy obserwacje dzieci, które łatwiej uczą się chodzić na bieżni. Badacze mają tym samym nadzieję, że tak jak dziecku chód i im uda się rozwinąć własny wynalazek.

Według dr Klein, ta podstawowa sieć pozwoli również w przyszłości na rekonwalescencję osób z porażeniem rdzenia kręgowego.

Pod poniższym adresem dostępny jest film przedstawiający robota.

(rr)