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ウナギの驚くべき機関車の能力への鍵であるストレッチとプレッシャーは、新しいロボットの開発を知らせます

クレジット：トホク大学 ほとんどの脊椎動物の脊髄損傷は、おそらく運動を阻害し、ウナギではなく麻痺を誘発します。彼らは、水中を移動する能力を持っているだけでなく、驚くべきことに、無傷の場合は土地を横切っているだけでなく、脊髄が切断されても泳ぎ続けることもできます。 神経メカニズム これらの信じられないほどの能力の背後には、長い間謎のままでした。ウナギのような移動の背後にある制御メカニズムについてさらに明らかにすると、ロボットの開発が根本的に改善され、多様で挑戦的な環境をナビゲートできるようになります。 国際的な研究者グループは、2種類の感覚を統合することでまさにこれを行ってきました フィードバック ウナギのような細長い魚の神経回路モデルに、コンピューターシミュレーションと実際の実験でそれをテストする ロボット。彼らの発見は、ウナギは、異なる環境に適応するために、皮膚へのストレッチや圧力のような体からの信号に依存していることを明らかにしました。これらの信号は、神経系の組み込みリズムとともに、深刻な後でも動きを調整し続けるのに十分かもしれません 脊髄 けが。 調査結果の詳細は次のとおりです 公開 で 国立科学アカデミーの議事録。 クレジット：トホク大学 「私たちの調査結果は、複雑で予測不可能な環境をナビゲートできる高度に適応性のあるロボットの設計に役立ちます」と、トホク大学のフロンティア研究所（FRIS）の助教授であり、研究の主著者であるコタロヤスイは説明しました。 ヤスイと同僚は、最初にウナギの動きの背後にある制御原則を見つけるために着手しました。彼らは最初に、ストレッチと圧力という2つの感覚フィードバックを統合する神経回路の数学的モデルを開発しました。このモデルは、各ボディセグメントには、これらの感覚信号によって調節される動きのリズムを生成する中心パターンジェネレーターのような独自のニューラル回路があると仮定しました。 彼らはモデルをテストしました コンピューターシミュレーション ロボット実験では、感覚フィードバックのおかげでモデルが迅速に安定した水泳を生成しました。この同じニューラル回路により、ロボットは陸上をcraい、障害物の周りをナビゲートすることもでき、ストレッチフィードバックは障害物を押して前向きな推力を生成するために不可欠です。 この研究の概要。 （a）ウナギなどの細長い魚の身体および神経回路モデルの概略図。 （b）開発されたウナギのようなロボットのCAD画像。 （c）動物、シミュレーション、ロボットの実験を組み合わせた学際的なアプローチ。 （d）さまざまな神経回路をテストしました。クレジット： 国立科学アカデミーの議事録 （2025）。 doi：10.1073/pnas.2422248122 脊髄損傷後の動きを維持するために、神経回路を使用して、実際のウナギと対応するシミュレーションおよびロボット実験で脊髄切断実験を実施しました。 モデル ストレッチと圧力のフィードバックがあります。シミュレーションとロボットの実験により、多感覚フィードバックと回路独自の本質的なリズム生成能力の組み合わせにより、脳からの入力がなくても、身体が傷害部位全体で動きを同期させることができることが明らかになりました。 この研究には、移動の進化的理解を促進するという追加の利点がありました。 「水泳の神経回路が土地での動きをサポートするという発見は、脊椎動物が土地に移行したときにまったく新しいニューラル回路を必要としなかった可能性があることを示唆しています。 紙。 詳細： Kotaro Yasui et…