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科学家从蟑螂获得启发 教机器人更好地走路

核心提示:Weihmann指出:“我特别感到惊讶的是,动物运动稳定机制的变化与腿部协调的变化是一致的。昆虫的慢运行非常稳定,因为它的重心很低,三条腿总是以协调的方式运动。

动物学家Tom Weihmann博士和他的团队以蟑螂为研究对象,他们能够证明,快速运动的昆虫会以中速改变步态。这种行为以前只在快速哺乳动物中观察到。这种步态的变化与马从疾驰变为奔马的方式类似。研究成果现已发表在“动物学前沿”杂志上。

蟑螂
 
Weihmann指出:“我特别感到惊讶的是,动物运动稳定机制的变化与腿部协调的变化是一致的。昆虫的慢运行非常稳定,因为它的重心很低,三条腿总是以协调的方式运动。研究表明,高速度和光滑表面的步态变化伴随着从静态到动态稳定的变化。这样可以最大限度地减少中枢神经系统控制运动,同时达到高能效的需要。”
 
Weihmann说:“这一发现不仅对昆虫和其他节肢动物的行为和生态具有深远的影响。我们的成果也可以帮助解决我们在机器人运动方面仍然存在的一些问题。”
 
有腿的机器人通常比有轮子的机器人具有更好的越野移动性。特别是在高速运行时,机器人消耗大量的能量--与许多动物相反。因此,蟑螂的运动模式可能有助于找到一个解决方案,让机器人以可接受的能源消耗高速运行。 Weihmann解释说:“在灾难发生后,在地球上或火星或其他行星上可以使用腿的机器人往往是以昆虫为模型的。机器人腿的协调模式适应快速运行的蟑螂,可以帮助机器人更有效地使用能源,从而在恶劣的环境下提高耐力。“
 
科学家们使用有机体Nauphoeta cinerea来研究它在滑的和不滑的表面上的运动。结果表明,在高速下,动物减少了他们的腿同步移动的程度。这使得他们避免了协调中断,甚至在光滑的表面上跌落。

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