Neurofysiologische onderzoeken van de afgelopen 100 jaar hebben enorm verbreed onze kennis van het zenuwstelsel structuur en functie. Echter, de meerderheid van zenuwstelsel onderzoek tot op heden heeft zich op het gebruik van geïsoleerde preparaten of ingetogen onderwerpen. Hoewel er vele succesvolle pogingen om neurale activiteit op te nemen om vrij te gedragen dieren 2-5 geweest zijn, de biorobotic benadering levert een waardevol instrument om te zorgen voor het zenuwstelsel manipuleren teneinde systemen niveau neurowetenschappen hypotheses te testen 6. Gesimuleerde zenuwstelsels werken op robots kan experimenteel gemanipuleerd worden en zorgen voor de uitbreiding van de software modellering om de fysieke wereld. Deze aanpak is goed geïmplementeerd in de academische wereld 7,8 maar het proces van het bouwen van een biomimetische robot voor het testen van hypothesen kan duur en tijdrovend zijn. We presenteren een methode om de biorobotic benadering met behulp van een in de handel verkrijgbaar robotica k voerenhet (LEGO Mindstorms NXT 2.0). Het doel van deze methode is om een snelle en efficiënte manier om systemen niveau neurowetenschappen hypothesen te testen rond robot 9 of bio-hybride 10 belichaamd neuraal netwerk simulaties bieden. Versnelling van het proces van hypothese te experimenteren verbetert de productiviteit onderzoek. De eenvoudige LEGO Mindstorms-platform biedt een test bed voor biomimetische sensoren en neurale netwerken die we demonstreren met behulp van de Amerikaanse kreeft (Homarus americanus) als modelorganisme. De methode biedt ook een krachtige hands-on educatief hulpmiddel in de klas als leerlingen kunnen ontwerpen en manipuleren van het zenuwstelsel voor hun eigen robots 11.
Het algemene doel van deze methode is om snel prototypes van simulaties van het zenuwstelsel te maken en te testen op een robotplatform. Dit wordt bereikt door neurale netwerksimulaties uit te voeren op het Lego Mindstorms NXT-platform, en door side-by-side vergelijkingstesten uit te voeren met het diermodel. Eerst wordt een robot geconstrueerd om te dienen als platform voor de simulatie van het zenuwstelsel.
Vervolgens wordt een hypothetisch neuraal netwerk ontwikkeld op basis van neuro-ethologische studies en geprogrammeerd op het robotplatform. Er worden ethologische studies uitgevoerd om de prestaties van de hypothetische neurale netwerken te vergelijken met die van het zenuwstelsel van het dier. Tekortkomingen in het model kunnen worden geïdentificeerd om verdere ontwikkeling te informeren; hypothesen op het niveau van systeemneurowetenschappen kunnen worden getest door directe manipulatie van simulatieparameters.
Hallo, ik ben Dan Bluestein van het Marine Science Center aan de Northeastern University. Hier demonstreren we een aanpak om zenuwstelselsimulaties snel te implementeren op een robotplatform. Door deze procedure te ontwikkelen voor gebruik met een commercieel verkrijgb