老鼠能够“听懂”人话,并且按照人的指令完成“前进”、“左转”、“右转”等指定动作。这就是在山东科技大学机器人研究中心国家自然科学基金项目“动物机器人”所演示的一幕。这种将电子装置与活体动物神经系统合而为一的“动物型机器人”,目前已通过了专家鉴定。担任这个项目负责人的就是机器人专家、山东科技大学教授、博士生导师苏学成。
苏学成的专业是信息科学,但自从前些年开始尝试运用人工电信号控制动物的神经系统,使动物变成“机器人式”动物的研究后,就一发而不可收。“动物机器人”这一构想源于1997~1999年国家自然科学基金项目——蛇形机器人的研究实践。苏学成在研究中发现,微小型机器人研发的“瓶颈”之一是其自身携带能量能力的限制。微型机器人自身携带的能量主要消耗在自身运动上,即使能达到目的地,能量往往也已耗尽,因而无力完成任务并把信息传回。后来,他突发奇想,能不能将机器人移植到动物身上?借助动物自身的能力完成运动,而由动物携带的电池能量仅用于对动物的控制和通讯,这样一来,能量的问题就可以解决了。
由于苏学成对生命科学和解剖学是“门外汉”,2004年8月,“动物机器人”研究工作正式启动后,山东科技大学机器人研究中心特地聘请了医学专家加盟,其工作主要是处理用于试验的小白鼠。试验原理为:用计算机产生具有一定规律的电信号编码,通过植入白鼠脑内的数据微电极,将这些电信号施加到具有特定功能的神经核团,从而使小白鼠在神经核团的控制下实现左转、右转、前进等特定动作。医学专家主要是将小白鼠的头盖骨揭开,而后将微电极插入小白鼠大脑中的神经核团上。小白鼠向左、右转动的原因是根据胡须的神经反应,当它们左面的胡须碰到异物的时候,自然就会向右转,反之则相反;而且让小白鼠径直前行的原因来源于它的愉悦神经,只要让小白鼠产生愉悦的感觉,它就会直线跑下去。在试验过程中,计算机发出的指令信号通过植入小白鼠脑内的微电极线刺激两侧的胡须反应神经和愉悦神经,因此小白鼠就会根据人的指令完成规定的动作。2005年5月,该研究中心成功研发出了我国第一批动物机器人。这一成果的诞生,还将对神经科学、医药科学、残疾人康复等都有巨大的理论和实用价值。
来源:科学网
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