蟑螂平衡系統(tǒng)研究有助于機器人的平衡

【資料簡介】

蟑螂是這個星球上zui古老的昆蟲之一，曾與恐龍生活在同一時代。提到蟑螂想必多數(shù)人的反應(yīng)是厭惡吧!可是現(xiàn)在這種昆蟲卻為我們的科學(xué)研究提供重要的幫助。

對于蟑螂失去平衡的研究表明，這種昆蟲在被推擠之后，它的中樞神經(jīng)系統(tǒng)比預(yù)期反應(yīng)時間慢了三倍，這就意味著當(dāng)涉及到保持直立時，其它的系統(tǒng)享有優(yōu)先權(quán)。密歇根大學(xué)的一位工程師和生物學(xué)家Shai Revzen在一份新聞稿中說道：“我們觀察到這種昆蟲的神經(jīng)系統(tǒng)出現(xiàn)了實質(zhì)性的延遲。它應(yīng)該更迅速的在大約1/30秒內(nèi)做出反應(yīng)，但是相反的是卻耗費了1/10秒的時間。出于某種原因，神經(jīng)系統(tǒng)正在等待并且觀察它如何做出調(diào)整。”

當(dāng)蟑螂被從側(cè)面推擠之后，它的中樞神經(jīng)系統(tǒng)比預(yù)期反應(yīng)時間慢了三倍。

這種時間延遲表明，有可能這種生物只是調(diào)整了整個步距的步伐，來實現(xiàn)更好的穩(wěn)定性和能量利用率。研究人員讓這種昆蟲穿過一座小橋并且跑到一輛小推車上，然后小推車會被快速拉向一側(cè)。據(jù)Revzen所說，所使用的力大約等同于一位相撲運動員飛撲撞上一位慢跑者。蟑螂腳的運動和身體的末端都使用一臺高速攝像機進行監(jiān)控。蟑螂腿部神經(jīng)信號監(jiān)測的研究數(shù)據(jù)讓研究人員了解到，只有當(dāng)神經(jīng)系統(tǒng)的延遲出現(xiàn)時運動模式才會改變。

工程師們通過使用定期的而非連續(xù)的監(jiān)測，或許可以制造出能更好的適應(yīng)于復(fù)雜地形或者碰撞的機器人。然而他們懷疑增加更多的腿也是有價值的：“具有八條腿或者更多腿的動物或許比六腿動物更能抵御側(cè)面干擾。”本質(zhì)上說，蜘蛛和蝎子或許更不太可能摔倒。同樣有趣的是這項運動監(jiān)測技術(shù)有可能幫助理解人類運動。Revzen補充道：“能夠了解步伐病理學(xué)和步伐穩(wěn)定性是非常有價值的。”