本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
在流行小说中，人形机器人没有节奏——看看 “机器人舞” 就知道了。然而，节奏——或者说是使人类能够产生重复运动模式的神经生理过程——是创造更像人一样移动的机器人的关键。亚利桑那大学的一个工程师团队如是说，他们声称已经制造出了一组机器人腿，其模仿人类步态的能力比迄今为止任何其他人造生命形式都要好。
事实上，下面的视频提供了一个令人信服的例子。尽管步态有点僵硬，但机器人腿可以弯曲，甚至还有些摇摆。亚利桑那大学机器人与神经系统实验室主任 M. Anthony Lewis 和该实验室的博士生 Theresa Klein 将于周五在神经工程杂志上发表一篇研究报告，详细介绍他们是如何做到这一点的。
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像许多机器人专家一样，Lewis 和 Klein 从自然界中寻找灵感。人类在脊髓腰部区域有一个中央模式发生器 (CPG)。CPG 是一个产生有节奏信号的神经网络，使身体能够产生运动所需的步行动作周期。CPG 根据从腿部收集的信息创建和控制这些信号，这些信息表明，例如，行走时地面的坡度和坚实度。
Lewis 和 Klein 的机器人具有最简单的 CPG 形式——只有两个神经元交替发射信号以产生节奏，以及负载传感器，用于确定每条腿压在踩踏表面上时肢体的受力。这种设置类似于使人类婴儿学会走路的心理机制——一对神经元使他们的小腿能够在练习中协调节奏地工作。
该大学机器人的每条腿都由髋部、膝盖和脚踝组成，由九个肌肉驱动器移动。肌肉收缩是通过旋转电机拉动 凯夫拉尔 带来模拟的。每条肌肉带都装有一个负载传感器，该传感器模拟了人类腿部的肌腱，在肌肉收缩时感知肌肉张力，并将有关施加了多少力以及在何处施力的信号发送到大脑。
当然，这项研究的主要目标之一是在机器人中创造更像人类的运动。但研究人员也希望他们的工作有助于更好地解释人类是如何行走的，以及脊髓损伤患者如何在受伤后的几个月内通过适当的刺激来恢复行走能力。
图片和视频由亚利桑那大学提供