20/10/2021
Door Ad Spijkers
Chinese onderzoekers hebben een robot-rat ontwikkeld met een zekere mate van interactie tussen machine en dier.
Van laboratoriumratten is aangetoond dat ze genetische consistentie en vergelijkbare reacties op medicijnen hebben als mensen. Het zijn dus geschikte diermodellen voor onderzoek en het testen van nieuwe medicijnen. Maar door individuele verschillen is het nog steeds een uitdagende taak om een methode te vinden voor uniforme gedragscontrole en -evaluatie.
Op bio geïnspireerde robots kunnen profiteren van hun programmeerbaarheid en herconfigureerbaarheid om ratten te vervangen en deze problemen effectief op te lossen. Het is geverifieerd dat robots het gedrag van echte ratten tot op zekere hoogte kunnen beïnvloeden of zelfs beheersen tijdens robot-rat-interactie. Sommige onderzoekers hebben veel werk verricht met betrekking tot de autonome interactie. Deze onderzoeken missen echter nog steeds gedragsdetectie, snelle objecttracking en een automatisch interactiekader.
Robotrat
Een team van wetenschappers van het Beijing Institute of Technology heeft een automatisch robot-rat-interactieraamwerk voorgesteld. Hiermee kan een robotrat real-time lokalisatie, tracking en bewegingsanalyse van een laboratoriumrat (Rattus norvegicus) op IROS 2021 realiseren. Voorlopige interactietests tussen robot en ratten tonen aan dat de robot een snel bewegende rat gedurende tien minuten gestaag kan volgen.
Voor zover bekend is het de eerste keer dat een robot ter grootte van een rat dankzij een ingebouwd miniatuur stereo vision systeem een continue tracking van echte ratten bereikt. Experimentele resultaten tonen aan dat de sequentie van toestandsvectoren enkele typische gedragingen van de werkelijke rat kan karakteriseren. De biomimetische robotrat is voorzien van een miniatuur vision waarnemingssysteem en heeft negen actieve vrijheidsgraden. Op basis van zijn behendige ratachtige beweging kan de robot autonoom communiceren met echte ratten.
Viervoeter
Bovendien ontwierp het onderzoeksteam een viervoetige robotrat door de morfologische en kinetische kenmerken van ratten na te bootsen. Vergeleken met andere viervoetige robotratten, heeft de nieuw ontwikkelde robotrat een kleinere draaicirkel, een hogere loopsnelheid en een groter vermogen. Bovendien vertoont de nieuwe viervoetige robotrat een hoog aanpassingsvermogen bij het oversteken van onregelmatige doorgangen, het beklimmen van hellingen, het overwinnen van obstakels en het herstellen van vallen.
Deze mogelijkheden stellen de robotrat in staat om problemen op te lossen bij het passeren van nauwe ruimtes en het gelijktijdig uitvoeren van taken. Afgezien van het werken in nauwe ruimtes, zou de robotrat ook kunnen profiteren van gedragsonderzoeken door de autonomie en reproduceerbaarheid van interactie-experimenten tussen ratten en robots te bevorderen.
Foto: Cyborg and Bionic Systems