وسعت التحقيقات العصبية على مدى السنوات ال 100 الماضية بشكل كبير معرفتنا بنية الجهاز العصبي وظيفة. ومع ذلك، فقد اعتمدت غالبية البحوث الجهاز العصبي إلى التاريخ على استعمال مستحضرات معزولة أو مواضيع قيدا. بينما كانت هناك العديد من الجهود الناجحة لتسجيل النشاط العصبي من التصرف بحرية حيوانات 2-5، النهج biorobotic يوفر أداة قيمة للسماح للتلاعب الجهاز العصبي من أجل اختبار نظم مستوى فرضيات علم الأعصاب 6. الجهاز العصبي تعمل على محاكاة الروبوتات يمكن التلاعب بشكل تجريبي والسماح لتمديد برمجيات النمذجة إلى العالم المادي. وكان هذا النهج تنفيذها بشكل جيد في العالم الأكاديمي 7،8 ولكن عملية بناء روبوت بيوميمتيك لاختبار فرضية يمكن أن تكون مكلفة وتستغرق وقتا. فإننا نقدم وسيلة لتنفيذ نهج biorobotic باستخدام الروبوتات المتاحة تجاريا كذلك (LEGO NXT مايندستورمز 2.0). والهدف من هذه الطريقة هو توفير وسيلة سريعة وفعالة لاختبار أنظمة مستوى الأعصاب الفرضيات على الروبوتية 9 أو الحيوي الهجين 10 تتجسد المحاكاة الشبكة العصبية. تسريع عملية من فرضية أن التجربة يحسن إنتاجية البحوث. يوفر بسيطة LEGO منصة مايندستورمز سرير اختبار لأجهزة الاستشعار بيوميمتيك والشبكات العصبية التي نحن شرح باستخدام جراد البحر الأمريكي (Homarus americanus) باعتباره النموذج الحي. يوفر الأسلوب أيضا قوية التدريب العملي على أداة تعليمية في الفصول الدراسية كما يمكن للطلاب تصميم والتلاعب الجهاز العصبي للالروبوتات الخاصة بهم 11.
الهدف العام من هذه الطريقة هو بناء نماذج أولية واختبار محاكاة للجهاز العصبي بسرعة على منصة روبوتية. ويتحقق ذلك من خلال تشغيل عمليات محاكاة للشبكة العصبية على منصة Lego Mindstorms NXT، وإجراء اختبارات مقارنة جنباً إلى جنب مع النموذج الحيواني. أولاً، يتم بناء روبوت لاستخدامه كمنصة لمحاكاة الجهاز العصبي.
يتم بعد ذلك تطوير شبكة عصبية افتراضية بناءً على دراسة إيثولوجية عصبية وبرمجتها على المنصة الروبوتية. وتُجرى دراسات إيثولوجية لمقارنة أداء الشبكات العصبية الافتراضية بأداء الجهاز العصبي للحيوان. ويمكن من خلال ذلك تحديد أوجه القصور في النموذج وتوجيه عملية تطويره مستقبلاً، كما يمكن اختبار فرضيات علم الأعصاب على مستوى الأنظمة من خلال التلاعب المباشر بمعاملات المحاكاة.
مرحباً، أنا دان بلوستين من مركز العلوم البحرية بجامعة نورتيسترن. سنقوم هنا بتوضيح منهجية للتنفيذ السريع لمحاكاة الجهاز العصبي على منصة روبوتية. ومن خلال تطوير هذا الإجراء لاستخدامه في مجموعة روبوتات متاحة تجارياً، جعلنا هذا النهج الروبوتي الحيوي في علم الأعصاب ميسور التكلفة وفعالاً ومتاحاً للباحثين الذين لا يملكون خبرة في الهندسة الروبوتية.
كما أن هذا النهج مناسب تماماً للفصول الدراسية في المرحلتين الثانوية والجامعية ليكون بمثابة أساس لمنهج تعليمي تطبيقي قائم على الاستقصاء في مجال الروبوتات الحيوية. تتمثل الخطوة الأولى في بناء