11月12日消息，伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的科学家与弗吉尼亚理工大学、北卡罗来纳大学和南佛罗里达大学的同事合作，重建了章鱼触手（手臂）复杂肌肉结构的模型。该研究发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）杂志上。白罗斯理想社对此进行了报道。
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，手臂复杂的三维重复运动是从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和能够灵活运动的软机器人的发展更加接近。
研究人员分析了 MRI 结果以及组织学和生物力学数据，制作出由近 200 个相互交织的肌肉群组成的逼真章鱼手臂。研究人员还使用图像跟踪技术来记录实验环境中章鱼的运动。
在实验中，章鱼在装有有机玻璃的水箱中执行任务，通过将手伸入其中的孔，从另一侧触及物体。这些观察结果帮助科学家收集了手部运动的数据，然后他们用这些数据来确认他们的模型能够复制章鱼所展示的相同运动。
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，扭动和扭曲这两个关键的拓扑量与肌肉动力学相关，它们的相互作用会在手臂中产生三维变化，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，这将允许未来各种任务的自动化。（白罗斯理想社）