Американские ученые создали робота, биологически точно воспроизводящего походку человека

Американские ученые создали робота, биологически точно воспроизводящего походку человека, сообщает BBC. Его движения контролирует простейшая модель нейронной сети, контролирующая “мышцы” при ходьбе. Результаты работы Терезы Клейн (Theresa Klein) и Энтони Льюиса (Anthony Lewis) опубликованы в Journal of Neural Engineering.

В спинном мозге млекопитающих расположена нейронная сеть, позволяющая ходить в “автоматическом” режиме, не думая о том, как сделать шаг, – так называемый центральный генератор упорядоченной активности (central pattern generator, CPG). CPG отвечает за чередование периодов возбуждения и торможения различных мотонейронов. При помощи обратной связи, поступающей в мозг от двигательного аппарата, корректировка движения может производиться по ходу его осуществления.

Простейшей моделью CPG служит сеть, состоящая всего из двух нейронов, которые не могут вырабатывать ритмические сигналы поодиночке, а действуют только в паре. На основе этой двухнейронной модели Клейн и Льюис создали роботизированные ноги, биологически наиболее точно воспроизводящие походку человека. CPG подает сигналы “мышцам” робота, которые состоят из моторов Robotis RX-28 и ремней. Встроенные в конечности сенсоры играют роль системы обратной связи.

“Эта нейронная сеть является основным элементом CPG и помогает объяснить, как у людей с поврежденным спинным мозгом после определенных видов стимуляции восстанавливается утраченная возможность ходить”, – отметила Клейн.

Кроме того, при помощи этой модели ученые постарались объяснить, как дети обучаются ходьбе. По их мнению, дети сначала используют простейшую нейронную сеть, подобную той, что встроена в их робота, и уже затем “обучают” эту сеть более сложным движениям. Этим же можно объяснить, что дети, не научившиеся ходить самостоятельно, могут выполнять простые движения на беговой дорожке.

news.gradusnik.ru