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第一种以生物精确方式行走的机器人

2012-07-08 10:03:50 作者:本站原创 来源:桃江网 打印本页 我要评论

  非常接近于人类步伐:美国亚历桑那州大学研究小组最新研制了一款双腿行走机器人,它的平衡性非常好,行走时无需辅助。

行走机器人 

  据英国每日邮报报道,目前,美国研究人员最新研制一种行走机器人,被称为第一种以生物精确方式行走的机器人。

  来自美国亚历桑那州大学的研究人员现已研制出类似于动画片《超级无敌掌门狗》中的“机械裤”,这实际上是一种非常类似人类步调的行走机器人,目前能够在走廊中散步行走。

  研究小组称,他们现已简化人类行走技能至“肌骨骼结构”,使用感官反馈与腿部保持稳定、平衡地行走。这款机器人具有完美的生物精确性,这项研究报告现已发表在7月7日出版的《神经工程学物理学会杂志》上,使研究人员能够更好地调查分析人类的行走特征。

  这种机器人有助于理解婴儿如何学会走路,以及帮助脊椎损伤患者如何恢复行走能力。掌管人类行走系统的关键性组成部分是中枢模式发生器(CPG),它是脊椎腰部区域的神经网络,可产生间歇性肌肉信号。

  中枢模式发生器的产生及之后的控制,这些信号通过收集身体不同部位的信息,可对环境做出响应动作。从而使人们不需要思考便能做出行走动作。

  最简单的中枢模式发生器是一个半缺结构,它仅包含着两个神经细胞,分别释放信号,产生一定的节奏。

  这款最新研制的机器人包含着一个人工半缺结构,传感器可以送递信号反馈至这个半缺结构,其中包括载荷传感器,当腿部受到步进表面压力时可感受到肢体的力量。

  该项研究合著作者之一特丽萨-克莱恩(Theresa Klein)博士说:“十分有趣的是,我们能够产生行走步伐,无需平衡系统,可以仅以简单的半缺结构控制臀部和一组反射响应控制下肢来实现模拟人类行走。”

  来自美国亚历桑那州大学的研究人员假定婴儿开始以简单的半缺结构开始行走,类似于目前最新研制的机器人,随着时间的推移,婴儿逐渐学会一种更为复杂的行走模式。

  这可解释为什么婴儿在学会行走之前当放置在跑步机上,能够看到他们做出简单的行走步伐,他们已形成简单的半缺结构。

  克莱恩博士强调,潜在地这种神经网络可以形成中枢模式发生器神经细胞,可以解释为什么脊椎损伤患者受伤之后经过数个月的适当行走能力刺激,可以逐渐恢复行走能力。

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