科学家创建的计算模型有助于解释章鱼手臂结构的力学如何使其更容易控制其运动。由于肌肉结构的原因,手臂复杂的三维重复运动是由简单的肌肉收缩模式自动生成的。这一发现使新的控制论技术更接近于开发能够灵活运动的软机器人。

研究人员分析了 MRI 结果以及组织学和生物力学数据,创建了一个由近 200 个相互交织的肌肉群组成的逼真章鱼手臂。研究人员还利用图像跟踪技术记录了实验环境中章鱼的运动。
在实验中,章鱼在装满有机玻璃的水箱中执行任务,将手插入物体的孔中,从另一侧接触物体。这些观察结果帮助科学家收集了手部动作的数据,然后他们用这些数据来确认他们的模型能够复制章鱼表现出的相同动作。

研究人员还使用拓扑和微分几何来描述手的形状并控制其运动。事实证明,扭曲和扭转这两个关键拓扑量与肌肉动力学有关,它们的相互作用会产生手臂的三维变化,从而实现复杂的运动。
开发的模型可以用作机器人专家的试验场,帮助测试控制机器人系统的算法。下一步包括扩展模型以同时控制多个手臂,并将结果传输到机器人原型,这将允许未来实现各种任务的自动化。 (白俄罗斯理想社会)



