Emergence of robust self-organized undulatory swimming based on local hydrodynamic force sensing

中心图形发生器 稳健性(进化) 神经科学 计算机科学 模块化设计 机器人 机制(生物学) 物理 控制理论(社会学) 声学 控制工程 生物 人工智能 工程类 控制(管理) 节奏 操作系统 基因 量子力学 生物化学
作者
Robin Thandiackal,Kamilo Melo,Laura Paez,Johann Herault,Takeshi Kano,Kyoichi Akiyama,Frédéric Boyer,Dimitri Ryczko,Akio Ishiguro,Auke Jan Ijspeert
出处
期刊:Science robotics [American Association for the Advancement of Science]
卷期号:6 (57) 被引量:143
标识
DOI:10.1126/scirobotics.abf6354
摘要

Undulatory swimming represents an ideal behavior to investigate locomotion control and the role of the underlying central and peripheral components in the spinal cord. Many vertebrate swimmers have central pattern generators and local pressure-sensitive receptors that provide information about the surrounding fluid. However, it remains difficult to study experimentally how these sensors influence motor commands in these animals. Here, using a specifically designed robot that captures the essential components of the animal neuromechanical system and using simulations, we tested the hypothesis that sensed hydrodynamic pressure forces can entrain body actuation through local feedback loops. We found evidence that this peripheral mechanism leads to self-organized undulatory swimming by providing intersegmental coordination and body oscillations. Swimming can be redundantly induced by central mechanisms, and we show that, therefore, a combination of both central and peripheral mechanisms offers a higher robustness against neural disruptions than any of them alone, which potentially explains how some vertebrates retain locomotor capabilities after spinal cord lesions. These results broaden our understanding of animal locomotion and expand our knowledge for the design of robust and modular robots that physically interact with the environment.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
ding的应助被Whalefall采纳,获得10
刚刚
坚强冰枫发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
1秒前
二三完成签到,获得积分10
1秒前
投石问路发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
3秒前
所所的应助被十三采纳,获得10
3秒前
坚强冰枫发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
坚强冰枫发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
4秒前
雪满头的应助被爱学习二十二采纳,获得10
4秒前
5秒前
景三完成签到 ,获得积分10
5秒前
Zero发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
6秒前
6秒前
Lucas的应助被落后凝莲采纳,获得10
6秒前
坚强冰枫发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
7秒前
fzx完成签到,获得积分10
8秒前
研友_VZG7GZ的应助被易安采纳,获得10
9秒前
9秒前
10秒前
共享精神的应助被luohqia采纳,获得10
10秒前
坚强冰枫发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
15331970326完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
坚强冰枫发布了新的文献求助10
11秒前
ruiruirui发布了新的文献求助50
14秒前
Rain发布了新的文献求助10
14秒前
坚强冰枫发布了新的文献求助10
15秒前
搜集达人的应助被柠檬采纳,获得10
15秒前
顾矜的应助被悦耳的大炮采纳,获得30
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea De Guyane 2000
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Stochastic Models in Operations Research,Vol. 2 600
Organizational Behavior 510
Critical Bildung: Hegel and the Logic of Diremption 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8035544
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9472132
关于积分的说明 21256885
捐赠科研通 7605436
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3389871
关于科研通互助平台的介绍 2521942
邀请新用户注册赠送积分活动 2427243