http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-08 01:44:36 來源:BLOG

雖然讓八條不同的觸手協調動作,對章魚的大腦而言,似乎是一項很需要技巧的活兒,但真正的困難在於如何控製觸手那些柔韌的、變化無窮的動作。如今,研究人員已經部分地解開了其中的奧秘。
跟gen我wo們men人ren類lei不bu同tong,章zhang魚yu運yun動dong皮pi層ceng的de特te定ding區qu域yu並bing不bu對dui應ying身shen體ti的de特te定ding部bu位wei。相xiang反fan,每mei個ge區qu域yu在zai不bu同tong時shi間jian控kong製zhi不bu同tong部bu位wei。它ta們men的de運yun動dong神shen經jing網wang絡luo好hao像xiang跟gen它ta們men的de身shen體ti一yi樣yang是shi柔rou性xing的de----這個現象擴展了神經生理學的範疇,或許還可以用來改進柔性臂機器人的設計。
耶路撒冷希伯來大學的神經生物學家Benny Hochner,在本周四出版的《當代生物學》(Current Biology)雜誌上發表了這項研究。他說:“我們認為,因為章魚身體的複雜性及其可變性,它為控製係統的組織提供了一條新途徑。這是我們在這項研究中取得的新發現。”
“它適合於具有比我們人體多許多自由度的結構體;人體是圍繞分段的骨架構成的,沒多少自由度。”
Hochnerjizhongjingliyanjiuzhangyuruhekongzhiqichushou,yiyoushiduonianle。zaizaoxiandeyanjiuzhong,tabangzhuzhengminglemaosifuzadeyundong,shijishangshiyigegejiandanyundongdehecheng。Hochner還發現,許多運動受外圍神經控製,而不是受大腦控製,好像每條觸手都有自己的脊髓一樣。
章魚大腦發出一條一般性的指令,觸手計算出具體的信號:這比大腦自己完成所有的計算要簡單許多。機器人專家對這一切特別感興趣,因為他們想製造帶柔性附屬肢體的機器----這種機器非常適合在災難現場進行搜救工作,或在體內蜿蜒穿行完成外科手術。
Hochner說:“基本思想就是,從生物學那裏獲得靈感,解決如何在柔性結構中產生運動,以及如何用神經係統控製它的問題。”
Hochner的團隊在最近的研究中,將導線插入章魚大腦,通上電流,測量產生的運動,然後再解剖這些動物,查看電極刺激的究竟是什麼部位。
他們發現了另一種模塊化的高效設計:每mei個ge位wei置zhi被bei證zheng明ming能neng在zai不bu同tong的de觸chu手shou處chu產chan生sheng不bu同tong的de運yun動dong,隨sui著zhe電dian流liu強qiang度du的de增zeng加jia,運yun動dong也ye變bian得de更geng複fu雜za。而er人ren體ti的de大da多duo數shu部bu位wei都dou隻zhi受shou一yi個ge不bu變bian的de位wei置zhi的de控kong製zhi。
Hochner說:“這些網絡相互嵌套。根據刺激,他們重新對係統進行了建模。結果具有更強的動態性,而組織並不嚴密。”
Hochner推測,章魚身體的其他地方(也許在每條觸手的根部)儲存著另外一些神經程序,起到了門的作用:阻斷來自大腦的部分信號,並放行另一部分信號。
Cecilia Laschi對這種可能性特別入迷,她是意大利聖安娜高級研究院(Italy’s Sant’Anna School of Advanced Studies)的生物醫學工程師,也是章魚項目組成員之一,該項目組受章魚啟發,正在研製軟體機器人。
“對機器人而言,這非常重要。如果你製造一台具有多個自由度的機器人,它會很難控製。”沒參加這項研究的Laschi說:“我們知道,有些運動受外圍神經控製,而有些參數是大腦設定的,我們將在我們的機器人身上運用同樣的思想。”
但是,盡管製造仿人機器的機器人專家,已經能夠在他們的計算中模仿人腦的結構了,Laschi 承認:“對於章魚,我們還沒到那個水平。”