Entendiendo a los animales con robots – ScienceDaily

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Un grupo de investigadores de la Universidad de Osaka ha desarrollado una plataforma robótica cuadrúpeda capaz de reproducir la dinámica neuromuscular de los animales, descubriendo que un paso constante y comportamientos experimentales de los gatos que caminan han surgido de los circuitos reflejos en experimentos de caminata en este robot. Los resultados de su investigación se publicaron en Fronteras en neurorobótica.

Se pensaba que un paso estable en los animales era generado por complejos sistemas nerviosos en el cerebro y la médula espinal; sin embargo, investigaciones recientes muestran que la marcha constante se produce únicamente por el circuito reflejo. Los científicos descubrieron un circuito de reflejos candidato para generar el movimiento de caminar constante de los gatos mediante el estudio de los mecanismos de locomoción de los gatos mediante la reproducción de su control motor utilizando robots y simulaciones por computadora.

Como los experimentos con animales están estrictamente controlados y limitados en términos de protección animal, es difícil estudiar la locomoción de los animales. Por lo tanto, aún no se sabe cómo se integran los sistemas nerviosos descubiertos en investigaciones anteriores (es decir, cómo se integran los circuitos reflejos responsables de la locomoción animal) en el cuerpo animal.

Toyoaki Tanikawa y el profesor asistente de sus supervisores Yoichi Masuda y el profesor Masato Ishikawa han desarrollado un robot de cuatro patas que permite la reproducción del control motor de los animales utilizando computadoras. Este robot cuadrúpedo, que incluye patas muy orientadas hacia atrás para reproducir la flexibilidad de los animales y motores de torsión controlables, puede reproducir las características musculares de los animales. Por lo tanto, es posible realizar varios experimentos utilizando este robot en lugar de los propios animales.

Buscando el circuito reflejo que contribuye a la generación de caminar constante en gatos a través de experimentos robóticos, los investigadores encontraron un circuito reflejo simple que podría producir trayectorias de las piernas y un patrón de marcha constante, al que llamaron «reflejo excitador recíproco entre la cadera y la rodilla. Extensores . «

En este estudio, los investigadores encontraron que:

    – El robot generaba movimientos de marcha constantes simplemente reproduciendo el circuito recíproco en cada pierna del robot.

    – La marcha del robot se volvió inestable cuando se interrumpió el circuito recíproco.

    – Cuando se estimuló el circuito excitador recíproco, el circuito produjo un fenómeno llamado «extensión de la fase de apoyo». Este resultado sugiere que este circuito es un componente importante responsable de caminar en los gatos.

Los resultados de la investigación de este grupo beneficiarán tanto al campo de la biología como al de la robótica. Además de aportar nuevos conocimientos a la biología, si los animales robóticos pudieran servir en el futuro como sustitutos de los animales reales, brindaría a más científicos la oportunidad de estudiar los mecanismos de locomoción de los animales en diversas condiciones experimentales. La aproximación de la estructura de un robot a la de un animal conducirá al desarrollo de tecnologías fundamentales para crear robots que se muevan y maniobren con la misma eficacia que los animales.

El coautor Yoichi Masuda dice: «Obtener conocimiento sobre los animales sin utilizar animales experimentales también es importante para los humanos que viven con ellos. Una combinación adicional de robótica y biología a través de la creación de robots que imitan las estructuras de los animales y su locomoción podría convertirse en el primer paso hacia la comprensión de los principios subyacentes al comportamiento de los animales y los seres humanos «.

Video: https://www.youtube.com/watch?v=-iLHRhvDccA&t=82s

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por Universidad de Osaka. Nota: El contenido se puede cambiar según el estilo y la longitud.

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