Американські вчені створили робота, біологічно точно відтворює ходу людини

Американські вчені створили робота, біологічно точно відтворює ходу людини, повідомляє BBC. Його руху контролює найпростіша модель нейронної мережі, що контролює "м`язи" при ходьбі. Результати роботи Терези Клейн (Theresa Klein) та Ентоні Льюїса (Anthony Lewis) опубліковані в Journal of Neural Engineering.

У спинному мозку ссавців розташована нейронна мережа, що дозволяє ходити в "автоматичному" режимі, не думаючи про те, як зробити крок, - так званий центральний генератор впорядкованої активності (central pattern generator, CPG). CPG відповідає за чергування періодів збудження і гальмування різних мотонейронів. За допомогою зворотного зв`язку, що надходить в мозок від рухового апарату, коригування руху може здійснюватися по ходу його здійснення.

Найпростішою моделлю CPG служить мережа, що складається всього з двох нейронів, які не можуть виробляти ритмічні сигнали поодинці, а діють тільки в парі. На основі цієї двухнейронной моделі Клейн і Льюїс створили роботизовані ноги, біологічно найбільш точно відтворюють ходу людини. CPG подає сигнали "м`язам" робота, які складаються з моторів Robotis RX-28 і ременів. Вбудовані в кінцівки сенсори грають роль системи зворотного зв`язку.

"Ця нейронна мережа є основним елементом CPG і допомагає пояснити, як у людей з пошкодженим спинним мозком після певних видів стимуляції відновлюється втрачена можливість ходити", - зазначила Клейн.

Крім того, за допомогою цієї моделі вчені постаралися пояснити, як діти навчаються ходьбі. На їхню думку, діти спочатку використовують найпростішу нейронну мережу, подібну до тієї, що вбудована в їх робота, і вже потім "навчають" цю мережу більш складним рухам. Цим же можна пояснити, що діти, не навчилися ходити самостійно, можуть виконувати прості рухи на біговій доріжці.