在实验中,研究人员获得了动物和机器人的运动性能指标
【在实验中,研究人员获得了动物和机器人的运动性能指标】
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研究人员使用了四个网络摄像头从顶部记录整个实验会话 , 在动物实验中 , 研究人员在横梁障碍物场前设置了两堵墙 , 以将动物的方法引向障碍物场的中间 , 远离轨道的侧壁 。 研究人员在障碍物区域后放置了一块蛋盒 , 以鼓励动物穿过障碍物区域并寻求庇护 。 在每个实验阶段之前 , 测试区域被工作灯加热到三十五摄氏度 。 在整个实验过程中 , 轨道都被照亮以保持温度 。
在每次试验中 , 研究人员将蟑螂释放到轨道的接近侧 , 并通过用缠有胶带的小棒轻轻探查后腹节和尾椎 , 引发快速逃跑反应 。 这只动物迅速通过漏斗沿着轨道跑下 , 并试图穿过光束障碍物场 。 如果动物成功地穿过田野 , 它就会进入蛋盒收容所 。 如果动物未能在四十秒内穿越 , 则将其捡起并放入避难所 。 然后让动物在下一次试验之前在庇护所内休息至少一分钟 。
在机器人实验中 , 在每次试验开始时 , 研究人员将机器人设置在距离机器人中心十八厘米的第一层两梁和两梁中间 , 并小心地将腿定位在同一相位所有的试验 。 在每次试验中 , 研究人员以十赫兹的步频运行机器人十五秒 。 研究人员每三次试验就更换一次电池 , 以确保电压在所有试验中几乎保持恒定 。 在实验中 , 研究人员获得了动物和机器人的运动性能指标 , 包括遍历概率和时间 。
研究人员还获得了每个试验的运动状态图 , 并进行了运动路径状态图分析以量化遍历的运动路径 。 在动物实验中 , 研究人员从五个个体中收集了总共一千零五十次次试验 , 每个个体进行五次形状处理 , 每个个体和形状组合大约有四十次试验 。 研究人员拒绝了动物自发奔向横梁障碍区的试验 , 因为在自发运动期间 , 动物通常缓慢地探索和穿越障碍区 , 而不是试图通过在逃生响应期间尽可能快地进行 。
包括缓慢探索的试验会使遍历时间结果产生偏差 。 研究人员还拒绝了动物使用轨道侧壁通过横梁障碍物的试验 。 为了分析每个个体和形状处理的障碍物穿越路径和性能 , 研究人员使用来自同一个人的所有试验计算了所有运动指标的平均值每个形状处理 。 为了在每种形状处理之间进行比较 , 然后研究人员通过对每种形状处理的所有五个人的平均值进行平均来计算每个运动指标的平均值 。
在障碍物协商阶段 , 动物表现出多种不同的运动模式:滚动动作 , 使其最小的身体尺寸适合狭窄的横向间距梁之间 。 在大多数情况下 , 在滚动后 , 动物会保持其身体方向 , 并通过将其腿推向横梁来通过垂直横梁之间的狭窄间隙进行机动 。 在这种模式下 , 与在平地上跑步的腿姿势相比 , 双腿采用了更加伸展的姿势 , 并且并不总是使用交替的三脚架步态 。 在操作过程中 , 前背板关节偶尔也会轻微弯曲或扭曲 。
在开始滚动动作之前 , 当动物推向横梁时 , 动物的身体通常会短暂地略微向上倾斜 , 但程度比身体滚动的程度要小 。 在某些情况下 , 在滚动后 , 动物并没有通过光束移动 , 而是转换到其他模式 。 动物通过光束障碍物的运动是通过复杂的运动路径出现的 。 这与之前在昆虫和爬行动物中通过更简单的障碍物的研究不同 , 其中仅观察到腿部运动学和身体方向的适度变化 , 并且与通过架子障碍物的蟑螂最相似 , 其中观察到不止一种不同的运动模式 。 这也与观察到的运动在更简单的、接近二维的地面上的运动形成对比经常被刻板印象 。
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