Ученые создали робота на основе нервной системы угря

Международная группа исследователей из Университета Тохоку обнаружила, что угри используют комбинацию сенсорной обратной связи по растяжению и давлению для координации движений в различных средах. Это открытие объясняет уникальную способность угрей продолжать двигаться даже после серьёзных повреждений спинного мозга.

Учёные под руководством доцента Котаро Ясуи из Института междисциплинарных исследований разработали математическую модель нейронной сети угря, предполагающую, что каждый сегмент тела имеет собственную нейронную цепь, генерирующую ритмы движения. Эта модель была проверена с помощью компьютерного моделирования и экспериментов с роботом, имитирующим угря.

Исследование, опубликованное в «Трудах Национальной академии наук», показало, что сигналы растяжения и давления на кожу в сочетании с внутренним ритмом нервной системы позволяют угрям адаптироваться к различным условиям без централизованного управления мозгом. Эта же нейронная сеть обеспечивает как плавание в воде, так и передвижение по суше.

Для проверки гипотезы о сохранении подвижности после травмы учёные провели эксперименты по перерезке спинного мозга у настоящих угрей, а также соответствующие симуляции с роботом. Результаты подтвердили, что мультисенсорная обратная связь позволяет синхронизировать движения в месте повреждения даже при отсутствии сигналов от мозга.

Профессор Акио Исигуро из Научно-исследовательского института электросвязи отметил, что это открытие также проливает свет на эволюцию передвижения позвоночных при переходе от водной среды к наземной. Вероятно, существующие нейронные сети для плавания были адаптированы для передвижения по суше, что снизило необходимость в сложном управлении «сверху вниз».

Полученные результаты будут использованы для создания высокоадаптивных роботов, способных эффективно передвигаться в сложных и непредсказуемых условиях.

Источник: Tech Xplore