En utilisant de petits réseaux de systèmes Rössler, un contrôleur de locomotion permet une interface cerveau-machine pour un robot en forme de fourmi à six pattes. –

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  • Des chercheurs au Japon et en Italie adoptent le chaos et la physique non linéaire pour créer des allures d’insectes pour de minuscules robots – avec un contrôleur de locomotion pour fournir une interface cerveau-machine.

    La biologie et la physique sont imprégnées de phénomènes universels fondamentalement fondés sur la physique non linéaire et ont inspiré les travaux des chercheurs.

    Dans le journal le chaos, d’AIP Publishing, le groupe décrit l’utilisation du système Rössler, un système de trois équations différentielles non linéaires, comme élément de base pour les générateurs de motifs centraux (CPG) pour contrôler la démarche d’un insecte robotique.

    “La nature universelle des phénomènes sous-jacents nous a permis de démontrer que la locomotion peut être obtenue via des combinaisons élémentaires de systèmes Rössler, qui représentent une pierre angulaire dans l’histoire des systèmes chaotiques”, a déclaré Ludovico Minati, de l’Institut de technologie de Tokyo et de l’Université de Trente.

    Les phénomènes liés à la synchronisation permettent au groupe de créer des réseaux très simples qui génèrent des motifs rythmiques complexes.

    “Ces réseaux, les CPG, sont la base de la locomotion sur pattes partout dans la nature”, a-t-il déclaré.

    Les chercheurs ont commencé avec un réseau minimaliste dans lequel chaque instance est associée à une jambe. Changer la démarche ou en créer une nouvelle peut être accompli simplement en apportant de petits changements à l’accouplement et aux retards associés.

    En d’autres termes, l’irrégularité peut être ajoutée en rendant les systèmes individuels ou l’ensemble du réseau plus chaotiques. Pour les systèmes non linéaires, un changement de sortie n’est pas proportionnel à un changement d’entrée.

    Ce travail montre que le système Rössler, au-delà de ses nombreuses propriétés intéressantes et complexes, “peut également être utilisé avec succès comme substrat pour construire un contrôleur de locomotion bioinspiré pour un robot insecte”, a déclaré Minati.

    Leur contrôleur est construit avec un électroencéphalogramme pour permettre une interface cerveau-ordinateur.

    «L’activité neuroélectrique d’une personne est enregistrée et des concepts non linéaires de synchronisation de phase sont utilisés pour extraire un modèle», a déclaré Minati. “Ce modèle est ensuite utilisé comme base pour influencer la dynamique des systèmes Rössler, qui génèrent le modèle de marche du robot insecte.”

    Les chercheurs puisent deux fois dans les idées fondamentales de la dynamique non linéaire.

    “D’abord, nous les utilisons pour décoder l’activité biologique, puis dans la direction opposée pour générer une activité bioinspirée”, a-t-il déclaré.

    L’implication clé de ce travail est qu’il “démontre la généralité des concepts dynamiques non linéaires tels que la capacité du système de Rössler, qui est souvent étudié dans un scénario abstrait”, a déclaré Minati, “mais est utilisé ici comme base pour générer biologiquement modèles plausibles. “

    Source de l’histoire:

    Matériaux fourni par Institut américain de physique. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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