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NEUro cerebellar recurrent network for motor SEQuence learning in neuroroBOTics

Projektbeschreibung

Das Gehirn als Anhaltspunkt für die Gestaltung menschenähnlicher Roboterarme

Biologisch inspirierte Roboter dienen dem Zweck, in unstrukturierten Umgebungen mit dem Menschen zu interagieren. Ihre Kontrollsysteme lassen sich nach dem Vorbild menschlicher Hirnregionen entwickeln, wie beispielsweise dem Kleinhirn, das die Körperbewegungen steuert und koordiniert. Das EU-finanzierte Projekt NEUSEQBOT wird sich mit den Olivenkern-Verbindungen im Kleinhirn beschäftigen. Es wird untersuchen, inwieweit sie an den Lernfähigkeiten für Bewegungsabläufe im Kleinhirn beteiligt sind. Insbesondere wird das Projekt die Wirkung der nukleokortikalen Verbindungen im Kleinhirn beim reflexiven Lidschlag an optogenetisch modifizierten Mäusen erforschen. Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines Modells, das anhand einer neurorobotischen, präzisen Manipulatorbewegungsaufgabe mit einem nachgiebigen robotischen Arm getestet werden soll. Insgesamt wird das Projekt das bestehende Wissen über die Prozesse im Kleinhirn erweitern und diese Erkenntnisse einsetzen, um biologisch inspirierte Kontrollsysteme für neurorobotische Anwendungen mit nachgiebigen Robotern zu entwickeln.

Ziel

The new generation of compliant robots, designed to safely interact with humans in unstructured environments, require control systems able to naturally deal with their “biological features”. These robots can be efficiently controlled using biologically inspired control systems based on brain regions such as the cerebellum. This nucleus plays a key role in fluent body movements, being essential for adaptive motor control and coordination of body movements.
The cerebellum was traditionally modelled as a feedforward network with two inputs and one output. Nevertheless, recent experimental studies have demonstrated the existence of multiple recurrent connections in the cerebellum: 1) nucleo-cortical connections (NCCs), and 2) nucleo-olivary connections (NOCs). These recurrent connections back-propagate the cerebellar output activity to the cerebellar inputs, thus shifting the feedforward toward a recurrent approach. NEUSEQBOT project will focus on the NCCs, studying how they contribute to the motor sequence learning capabilities in the cerebellum. This multidisciplinary study will combine neuroscientific experiments in animals, cerebellar modelling and neurorobotic applications. Firstly, we will experimentally study the NCC effect in the cerebellar dynamics during reflexive eyelid movements in optogenetically modified mice. The experimental results will be used to model a recurrent cerebellum. Finally, this cerebellar model will be tested in a neurorobotic object manipulation task using a compliant robotic arm.
Within the objectives of H2020, NEUSEQBOT project aims to advance our understanding of how the cerebellum (as a recurrent network) processes the sensorimotor information to generate the required motor command sequences, applying this knowledge to develop biologically inspired control systems for neurorobotic applications with compliant robots. This work will enable the experienced researcher to enhance his position at the forefront of advances in these fields.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) H2020-MSCA-IF-2019

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Koordinator

UNIVERSIDAD DE GRANADA
Netto-EU-Beitrag
€ 245 732,16
Adresse
CUESTA DEL HOSPICIO SN
18071 Granada
Spanien
Region
Sur Andalucía Granada
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
€ 245 732,16

Partner (1)