過去100年以上の神経生理学的研究は飛躍的に神経系の構造と機能の知識を広げています。しかし、これまでの神経系の研究の大部分は、単離された調製物又は拘束被験者の使用に依存している。自由に動物2-5行動から神経活動を記録するために多くの成功した努力がなされているものの、bioroboticアプローチは、システムレベルの神経科学仮説6をテストするために神経系の操作を可能にするための貴重なツールを提供します。ロボット上で動作シミュレー神経系は、実験的に操作され、物理的な世界にソフトウェアモデリングの拡張を可能にすることができます。このアプローチは、よく学問の世界7,8に実装されているが、仮説検証のためのバイオミメティックロボットを構築するプロセスは高価で時間がかかります。我々は、市販のロボットkを用いbioroboticアプローチを実行するための方法を提示するそれ（レゴマインドストームNXT 2.0）。この方法の目的は、ロボット9またはバイオハイブリッド型10具現ニューラルネットワークシミュレーションにシステムレベル神経仮説をテストするための迅速かつ効率的な方法を提供することである。仮説から実験へのプロセスを加速すると、研究の生産性を向上させます。シンプルLEGOマインドストームプラットフォームは、我々はモデル生物としてアメリカンロブスター（ ロブスター属americanus）を使用して実証バイオミメティックセンサーとニューラルネットワークのためのテストベッドを提供しています。学生は自分のロボット11神経系を設計し、操作することができたような方法はまた、教室で強力なハンズオン教育ツールを提供しています。

本手法の全体的な目的は、ロボットプラットフォーム上で神経系のシミュレーションを迅速にプロトタイプ化し、テストすることです。これは、Lego Mindstorms NXTプラットフォームでニューラルネットワークシミュレーションを実行し、動物モデルとの並行比較テストを行うことで達成されます。まず、神経系シミュレーションのプラットフォームとして使用するロボットを構築します。

その後、神経行動学的研究に基づいた仮想的なニューラルネットワークを構築し、ロボットプラットフォームにプログラミングします。そして、この仮想ニューラルネットワークの性能を動物の神経系と比較するために、行動学的研究を行います。これにより、モデルの不備を特定してさらなる開発に役立てることができ、また、シミュレーションパラメータを直接操作することで、システムレベルの神経科学的な仮説を検証することが可能です。

こんにちは。ノースイースタン大学海洋科学センターのDan Bluesteinです。ここでは、ロボットプラットフォーム上に神経系シミュレーションを迅速に実装する手法を実演します。市販のロボットキットで利用可能なこの手順を開発したことで、神経科学に対するこのバイオロボティクス的なアプローチを、ロボット工学の経験がない研究者にとっても、手頃な価格で効率的かつ利用しやすいものにしました。

このアプローチは、実践的な探究型バイオロボティクスカリキュラムの基礎として、高校や大学の教室での導入にも非常に適しています。ロボットプラットフォームを構築するための第一歩は、神経行動学の文献で十分に論じられているモデル生物を選択することです。無脊椎動物は、神経系が比較的単純で十分に研究されており、主に先天的な反射で構成されているため、一般的に適切な候補となります。

アメリカロブスター（Hamas Americana）を用いて、このアプローチを実演します。次のステップは、モデリング目的のために十分に研究されている反射行動を選択することです。ロブスターを用いれば、触覚刺激、屈曲、鋏（はさみ）による接触、およびオプティカルフローに対する反応を調査することができます。

単純な反射は、左右対称のセンサーからの神経接続に依存しています。このような研究には、対称的なセンサーが適しています。Lego Mindstorms NXT 2.0キットを使用して、動物モデルの身体構造を近似したロボットを構築してください。

他のロボットプラットフォームも使用可能ですが、本手順で用いる市販のキットを使用することで、迅速に導入できます。次のステップは、研究用のセンサーとして選択したシステムに適合するセンサーをロボットに装備させることです。Lego Mindstormsキットに付属しているセンサーを使用するか、あるいは様々な公開資料に記載されている方法で自作のセンサ