Trójnogie psy pomagają w doskonaleniu robotów Unijni naukowcy pracujący na Uniwersytecie im. Friedricha Schillera w Jenie, Niemcy, zbadali, w jaki sposób trójnogie psy poruszają się, aby opracować roboty, które mogłyby im pomóc w dalszym funkcjonowaniu w razie utraty kończyny. Źródłem unijnego wsparcia badań naukowych był... Unijni naukowcy pracujący na Uniwersytecie im. Friedricha Schillera w Jenie, Niemcy, zbadali, w jaki sposób trójnogie psy poruszają się, aby opracować roboty, które mogłyby im pomóc w dalszym funkcjonowaniu w razie utraty kończyny. Źródłem unijnego wsparcia badań naukowych był projekt LOCOMORPH (Niezawodna lokomocja i ruchy robotyczne na podstawie morfologii i morfozy), który otrzymał 2,7 mln EUR z inicjatywy "Ucieleśniona inteligencja" w ramach tematu "Technologie informacyjne i komunikacyjne" (TIK) Siódmego Programu Ramowego (7PR). Psy znane są ze swojej odporności w obliczu utraty kończyny i często radzą sobie doskonale w poruszaniu się na trzech łapach. Dlatego naukowcy z Niemiec chcieli odkryć, jak to się dzieje, że potrafią poruszać się tak sprawnie bez pełnego zestawu kończyn. Przyglądali się technikom chodzenia i biegania psów z czterema łapami oraz tych z amputowaną tylną łapą i stwierdzili, że zwierzęta obierały różne podejścia czy też "strategie kompensacyjne", aby zachować mobilność w zależności od tego, której łapy brakowało. "Naturalna lokomocja lądowa jest przystosowana do parzystej liczby kończyn" - wyjaśnia Martin Gross, kierownik naukowy i biolog z Uniwersytetu im. Friedricha Schillera w Jenie. "W następstwie utraty kończyny z powodu na przykład urazu potrzebne jest przeorganizowanie układu lokomotorycznego." Dr Gross wraz z kolegami odkrył, że psy mają większe trudności z radzeniem sobie z brakiem przedniej niż tylnej kończyny. Naukowcy wyjaśnili, że w przypadku amputacji tylnej łapy, przednie zachowywały się tak u normalnego psa z czterema łapami, przyjmując w tylko niewielkim zakresie - albo wcale - strategię kompensacji. Jednakże w przypadku braku przedniej kończyny, pozostałe były zmuszone do przejścia ostrożnej adaptacji, aby zyskać wzajemną koordynację w procesie zwanym "kompensacją chodu" - podsumowują naukowcy. Zasugerowali, że ta różnica wynika z większego obciążenia przednich kończyn w stosunku do tylnych z uwagi na rozłożenie ciężaru ciała psa. Naukowcy doszli do tych wniosków po przeanalizowaniu 2-minutowych filmów z psami posiadającymi cztery kończyny oraz z osobnikami po amputacji tylnej kończyny, biegnącymi po ruchomej bieżni zsynchronizowanej z 10 szybkimi kamerami na podczerwień. Umieścili odblaskowe markery na skórze psów, aby śledzić ruchy poszczególnych części ciała i zapisywać trajektorię tych ruchów. Następnie przeprowadzili złożone porównania parametrów ruchu, określanych mianem kinematyki, psów, którym brakowało różnych kończyn i psów poruszających się "normalnie" z czterema łapami. Wyniki badań zostały zaprezentowane 1 lipca 2010 r. w Pradze, Czechy, na dorocznym spotkaniu Towarzystwa Biologii Eksperymentalnej. Niemniej naukowcy podkreślali, że ich badania nadal trwają i wyrazili nadzieję, że wykonają dalsze pomiary, aby skonsolidować swoje odkrycia. Ich praca stanowi dorobek czteroletniego projektu unijnego LOCOMORPH, który był realizowany przez biologów, fizyków i inżynierów w goszczących instytucjach, w szczególności na Uniwersytecie w Zurychu i Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne w Szwajcarii, na Uniwersytecie Syddansk w Danii, Uniwersytecie Antwerpskim w Belgii, Uniwersytecie Ryerson w Kanadzie oraz Uniwersytecie w Jenie. Celem projektu rozpoczętego w 2009 r. jest rozwój w dziedzinie lokomocji i ruchów robotów poprzez interdyscyplinarne podejście, które obejmuje aspekty biologiczne, biomechaniczne, neurologiczne oraz robotykę i ucieleśnioną inteligencję. Naukowcy mają nadzieję znaleźć sposoby na zwiększenie sprawności i niezawodności, a przez to użyteczności robotów w nieznanych środowiskach. Przyszłe prace prowadzone w ramach projektu LOCOMORPH na rzecz pogłębienia wiedzy o aktywności lokomotorycznej badać będą świadome i nieświadome zmiany w ruchu ciała na szerokim przekroju różnych zwierząt, od jaszczurek po okapi i od pawianów po ludzi. Kraje Niemcy
