Роботы разбегались, как тараканы

Даже весьма простые насекомые могут передвигаться по самым разным сложным траекториям, используя шесть своих лапок. Манера ходьбы насекомых меняется в зависимости от того, какие задачи стоят перед двигательным аппаратом: нужно ли двигаться в горку или под горку, медленно или быстро. Достаточно примитивные системы жизнеобеспечения насекомых в таких случаях принимают безошибочные решения.

Смоделировать эти системы и «научить» искусственный механизм рефлексам насекомого – бесспорно, интригующая и интересная задача. Она была успешно решена учеными из Геттингена. Их работу публикует Nature Physics.

«Насекоморобот» может в зависимости от ситуации самостоятельно переключать манеру ходьбы и находить оптимальный вариант.

Модель действительно близка к настоящим насекомым, в том числе своей простотой, в которой ученые и видят залог успеха. Небольшая и довольно примитивная система соединений способна генерировать разнообразие двигательных траекторий, достаточное для преодоления препятствий, используя механизм так называемого «контроля хаоса».

В организме людей и животных периодически повторяющиеся движения – например, хождение или дыхание – контролируются небольшими нервными (рефлекторными) дугами, специально ответственными за генерирование «маршрута». За каждый тип движения отвечает своя дуга. По этому же принципу организованы все движущиеся роботы. Они получают информацию об окружающей среде с нескольких сенсорных датчиков: могут «видеть» препятствие перед собой или склон под «ногами». Анализируя эту информацию, они принимают решение о включении той или иной «рефлекторной дуги».

Однако геттингенский «насекоморобот» не таков. Он способен генерировать совершенно разные движения с помощью всего одной «рефлекторной дуги», она же и переключает между собой движения разного типа. Этот механизм представляет собой очень маленькую цепочку из двух кольцевых элементов. Когда внешний сигнал не подается на этот механизм, он генерирует хаотическую активность «конечностей» робота. Однако этот хаос легко контролируется информацией с сенсоров. Хаотическое движение преобразуется в периодическое, оно и задает маршрут движения. В зависимости от типа сигнала генерируются разные маршруты и типы движения.

Связь между определенным сигналом из внешнего мира и типом движения, задаваемым нервной дугой, может быть как запрограммированной заранее, так и «изученной» в процессе «познания мира».

Так, например, с помощью сенсоров робот опознает появление под «ногами» склона и начинает на него взбираться, используя минимальное количество энергии. Достигая вершины холма, сенсор показывает, что потребление энергии стало слишком большим, и «нервная дуга» меняет тип движения. После того как правильная манера ходьбы хотя бы один раз была связана с теми или иными показаниями датчиков, робот включает ее автоматически при попадании в сходные условия. Во второй раз взобраться на холм уже значительно легче – нет необходимости искать методом проб и ошибок оптимальный тип движения.

Робот может двигаться по самым разным схемам. Он может избегать угрозы сзади, выбираться из «ям», а также избегать шумного врага.

В будущем у робота появится «память», чтобы он смог передвигаться по знакомым ландшафтам даже тогда, когда сенсоры откажут. Это также позволит ему комбинировать информацию о нескольких раздражителях в окружающей среде, существующих одновременно.

Работа носит междисциплинарный характер: в ней приняли участие специалисты по компьютерной неврологии и физики-теоретики.

Травма лучше сотрясения

Получить черепно-мозговую травму в юном возрасте – дело нехитрое. Как правило, все дети любят играть, прыгать, бегать, некоторые при этом лазают по деревьям, а кто-то занимается такими опасными видами спорта, как хоккей или горные лыжи. Черепно-мозговая травма и, в частности, сотрясение мозга, конечно, вещь неприятная, но оно совсем не является трагедией при грамотном лечении. Но вот его, как оказывается, можно получить далеко не всегда.

В февральском номере журнала Pediatrics будет опубликована статья Кэрол Дематтео из университета Макмастера.

В этой публикации проводится анализ истории болезней 434 детей, которые проходили лечение в связи с черепно-мозговой травмой.

Сравнивая описанные симптомы, диагнозы, время и методы лечения, Дематтео обнаружила ряд тенденций, на которые стоит обратить внимание.

Например, дети с диагнозом «сотрясение мозга» меньше времени проходили лечение в больнице, чем дети, имевшие схожие симптомы, но с диагнозом «мягкая черепно-мозговая травма».

«Дети с очень серьезными травмами могут получать диагноз «сотрясение мозга», – говорит Дематтео. – Сотрясение мозга кажется менее серьезным диагнозом, чем мягкая черепно-мозговая травма, и он часто используется в тех случаях, когда отсутствуют структурные повреждения головного мозга и быстро проходящие симптомы».

При сотрясении мозга часто происходит неполное лечение.

Или некомпетентный врач решает прекратить лечение раньше, чем это требуется, или же родители, видя, что их ребенок выглядит здоровым, прекращают лечение и отправляют его в школу.

Известно, что не до конца залеченное сотрясение мозга влечет к серьезным последствиям, которые могут проявиться как спустя неделю, так и спустя год после получения травмы. То есть казавшийся здоровым ребенок вдруг жалуется на усталость и головные боли, становится невнимательным, его успеваемость в учебе падает и так далее. Именно на это в своей работе и обращает внимание Дематтео.

«Наше исследование доказывает, что если ребенок получает диагноз «сотрясение мозга», то он получает меньше времени на лечение и выявление фактических повреждений мозга, чем нужно, – считает автор статьи в Pediatrics. – Детей с «сотрясением» отправляют в школу и разрешают вернуться к обычной активной жизни раньше, чем нужно.

Тем самым увеличивается риск получения повторной травмы или же просто ухудшается здоровье, да так, что никто не понимает, что происходит с ребенком».

Кэрол Дематтео считает, что использование термина «мягкая черепно-мозговая травма» вместо термина «сотрясение мозга» позволит изменить ситуацию. В этом случае увеличится шанс, что дети будут проходить качественное обследование и получать необходимое лечение в течение нужного срока и этим сведутся к минимуму возможности осложнений, рецидивов и других неприятностей.

Со своей стороны «Газета.Ru» напоминает, что типичными признаками сотрясения мозга являются кратковременная потеря сознания, потеря памяти на события, предшествовавшие травме, тошнота, головокружение, головная боль, слабость и затруднения в мыслительной деятельности. В случае проявления этих симптомов нужно немедленно обращаться к врачу, иначе можно получить серьезные осложнения. И это касается не только детей, но и взрослых.