Trójnogie psy pomagają w doskonaleniu robotów

Trójnogie psy pomagają w doskonaleniu robotów

[Data: 2010-07-15]

Unijni naukowcy pracujący na Uniwersytecie im. Friedricha Schillera w Jenie, Niemcy, zbadali, w jaki sposób trójnogie psy poruszają się, aby opracować roboty, które mogłyby im pomóc w dalszym funkcjonowaniu w razie utraty kończyny. Źródłem unijnego wsparcia badań naukowych był projekt LOCOMORPH (Niezawodna lokomocja i ruchy robotyczne na podstawie morfologii i morfozy), który otrzymał 2,7 mln EUR z inicjatywy „Ucieleśniona inteligencja” w ramach tematu „Technologie informacyjne i komunikacyjne” (TIK) Siódmego Programu Ramowego (7PR).

Psy znane są ze swojej odporności w obliczu utraty kończyny i często radzą sobie doskonale w poruszaniu się na trzech łapach. Dlatego naukowcy z Niemiec chcieli odkryć, jak to się dzieje, że potrafią poruszać się tak sprawnie bez pełnego zestawu kończyn. Przyglądali się technikom chodzenia i biegania psów z czterema łapami oraz tych z amputowaną tylną łapą i stwierdzili, że zwierzęta obierały różne podejścia czy też „strategie kompensacyjne”, aby zachować mobilność w zależności od tego, której łapy brakowało.

„Naturalna lokomocja lądowa jest przystosowana do parzystej liczby kończyn” – wyjaśnia Martin Gross, kierownik naukowy i biolog z Uniwersytetu im. Friedricha Schillera w Jenie. „W następstwie utraty kończyny z powodu na przykład urazu potrzebne jest przeorganizowanie układu lokomotorycznego.”

Dr Gross wraz z kolegami odkrył, że psy mają większe trudności z radzeniem sobie z brakiem przedniej niż tylnej kończyny. Naukowcy wyjaśnili, że w przypadku amputacji tylnej łapy, przednie zachowywały się tak u normalnego psa z czterema łapami, przyjmując w tylko niewielkim zakresie – albo wcale – strategię kompensacji.

Jednakże w przypadku braku przedniej kończyny, pozostałe były zmuszone do przejścia ostrożnej adaptacji, aby zyskać wzajemną koordynację w procesie zwanym „kompensacją chodu” – podsumowują naukowcy. Zasugerowali, że ta różnica wynika z większego obciążenia przednich kończyn w stosunku do tylnych z uwagi na rozłożenie ciężaru ciała psa.

Naukowcy doszli do tych wniosków po przeanalizowaniu 2-minutowych filmów z psami posiadającymi cztery kończyny oraz z osobnikami po amputacji tylnej kończyny, biegnącymi po ruchomej bieżni zsynchronizowanej z 10 szybkimi kamerami na podczerwień. Umieścili odblaskowe markery na skórze psów, aby śledzić ruchy poszczególnych części ciała i zapisywać trajektorię tych ruchów. Następnie przeprowadzili złożone porównania parametrów ruchu, określanych mianem kinematyki, psów, którym brakowało różnych kończyn i psów poruszających się „normalnie” z czterema łapami.

Wyniki badań zostały zaprezentowane 1 lipca 2010 r. w Pradze, Czechy, na dorocznym spotkaniu Towarzystwa Biologii Eksperymentalnej. Niemniej naukowcy podkreślali, że ich badania nadal trwają i wyrazili nadzieję, że wykonają dalsze pomiary, aby skonsolidować swoje odkrycia.

Ich praca stanowi dorobek czteroletniego projektu unijnego LOCOMORPH, który był realizowany przez biologów, fizyków i inżynierów w goszczących instytucjach, w szczególności na Uniwersytecie w Zurychu i Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne w Szwajcarii, na Uniwersytecie Syddansk w Danii, Uniwersytecie Antwerpskim w Belgii, Uniwersytecie Ryerson w Kanadzie oraz Uniwersytecie w Jenie.

Celem projektu rozpoczętego w 2009 r. jest rozwój w dziedzinie lokomocji i ruchów robotów poprzez interdyscyplinarne podejście, które obejmuje aspekty biologiczne, biomechaniczne, neurologiczne oraz robotykę i ucieleśnioną inteligencję. Naukowcy mają nadzieję znaleźć sposoby na zwiększenie sprawności i niezawodności, a przez to użyteczności robotów w nieznanych środowiskach.

Przyszłe prace prowadzone w ramach projektu LOCOMORPH na rzecz pogłębienia wiedzy o aktywności lokomotorycznej badać będą świadome i nieświadome zmiany w ruchu ciała na szerokim przekroju różnych zwierząt, od jaszczurek po okapi i od pawianów po ludzi.

Więcej informacji:

LOCOMORPH:
http://locomorph.eu/

Uniwersytet im. Friedricha Schillera w Jenie:
http://www.uni-jena.de/

Teksty pokrewne: 28038, 31522, 31671

Kategoria: Wyniki projektów
Źródło danych: Uniwersytet im. Friedricha Schillera w Jenie
Referencje dokumentu: Na podstawie informacji uzyskanych z Uniwersytetu im. Friedricha Schillera w Jenie
Indeks tematyczny: Koordynacja, wspólpraca; Technologie informacyjne i komunikacyjne ; Robotyka ; Badania Naukowe; Weterynaria i nauki o zwierzętach

RCN: 32339

http://cordis.europa.eu/fetch?CALLER=PL_NEWS&ACTION=D&DOC=4&CAT=NEWS&QUERY=012d0642be8b:d610:27f361db&RCN=32339

Authors
Tags , , , , , ,

Related posts

Top