利用仿生机器人关节探索关节感受器的本体感觉潜力

在神经科学中，关节感受器传统上被视为极限检测器，仅在极端关节角度时提供位置信息，而肌梭被认为是关节角度位置的主要传感器。然而，关节感受器广泛分布于关节囊内，其在本体感觉中的完整作用仍不清楚。本研究中，我们专门聚焦于模拟I型关节感受器——其对缓慢持续运动产生响应——并利用机器人技术开发的仿生关节量化了其本体感觉潜力。结果表明，仅I型类关节感受器即可在弯曲和扭转运动中实现平均误差小于2度的本体感觉感知。这些发现表明，关节感受器在本体感觉中可能发挥比之前认知更大的作用，而肌梭与关节感受器的相对贡献在发育和进化过程中在神经网络中被差异化加权。此外，这项工作可能引发关于遗传性感觉和自主神经病变III型患者肘关节与膝关节之间本体感觉差异缺陷的新讨论。综合来看，这些发现凸显了基于仿生学的机器人方法在促进神经科学、医学和机器人学跨学科研究方面的潜力。