以色列魏兹曼研究院明升体育app家与一个国际明升体育app家小组正在研发一种有感知能力的机器人老鼠,这种老鼠用感觉敏锐的胡须探索周围环境,可在黑暗条件下执行搜索和救援任务。
对一些夜行动物和常年生活于黑暗中的动物来说,胡须是它们感知周围环境的主要手段,老鼠便是其中之一。为了弄清为什么老鼠胡须的感觉能力比人的指尖更灵敏,明升体育app家对此进行了研究。结果发现,老鼠如何使用胡须是依据周围环境决定的。比如,感知一个三维物体需要三种不同代码,每种代码表示物体的一维,水平面代码是根据胡须水平运动时获得的神经信号编译的,垂直面代码是胡须垂直运动时编译的,物体与老鼠的距离,则依据所获神经信号的多少进行编译,物体离老鼠越近信号越多。老鼠胡须在来回摆动的过程中不断地积累信息,感觉信号始于胡须根部的神经细胞,然后向大脑传递。
研究发现,神经信号通过与闭路反馈回路平行的路径传递,传递过程中大脑对信号持续进行监测并据此作出反应。研究人员相信,正是反馈回路间复杂的相互作用,使老鼠可以准确地控制其行动,这也是人工仿生系统要具备天然生物功能所面临的主要挑战。为进一步了解反馈回路的作用,明升体育app家用理论物理和应用数学方法开发了研究模型,用以模仿老鼠控制感觉的神经过程。
魏兹曼研究院神经生物学系的艾胡达•海萨尔教授表示,这项研究不仅可获得对大脑的深入理解,同时也有较强的实际意义。由于这种带胡须的老鼠机器人可以凭触觉快速地定位、判断碰到的物体,这就为在黑暗、封闭的环境下开展搜救开辟了一条新途径。