鰻魚擁有在脊髓受傷後仍能移動的獨特能力，這一現象長期以來令科學家們感到困惑。最近，由東北大學領導的國際研究團隊揭示了這一生物能力背後的秘密，通過研究一組特定的神經機制來探索鰻魚的運動方式。研究發現，鰻魚利用來自身體的感官信號，例如拉伸和壓力，來適應其環境。這些信號與神經系統內建的節奏結合，使得鰻魚即使在遭受嚴重脊髓損傷後，仍然能夠保持協調的運動。根據研究的首席作者、東北大學的助理教授矢澤弘太的解釋，這一發現將有助於設計出能夠在複雜且不可預測的環境中導航的高適應性機器人。
在實驗中，研究團隊深入探討了鰻魚運動的神經機制，並建立了一個模型，結合了兩種關鍵的感官反饋：身體的拉伸感和壓力感。這一模型通過計算機模擬和實際的類鰻魚機器人進行測試。模型假設脊髓的每個身體段落都存在一個神經電路，該電路產生運動節奏，並由感官信號進行調節。這項研究的結果顯示，感官反饋使得機器人能夠迅速穩定地游泳，同時，這一神經電路還使得機器人能夠在陸地上爬行並避開障礙物。拉伸反饋對於產生推進力至關重要，這使機器人能夠有效地推動自己。
為了揭示鰻魚如何克服癱瘓，研究人員對真實的鰻魚和使用他們的神經模型的機器人進行了實驗。測試結果顯示，感官反饋與電路的內建節奏結合，使得運動在受傷部位之間實現同步，無需大腦控制。這項研究的另一個重要發現是，它提供了對進化的見解，表明早期的脊椎動物在陸地上移動時，可能不需要完全發展出新的神經電路。東北大學電氣通信研究所的教授石黑昭雄指出，游泳神經電路的發現支持了陸地移動，這表明脊椎動物在向陸地過渡時，靈活的游泳電路被重新利用，從而減少了對複雜的自上而下控制的需求，使其能夠在不同環境中進行有效移動。
研究團隊認為，解碼鰻魚在多樣且具有挑戰性的空間中導航的方式，可能會導致開發出能夠在不同環境中執行複雜任務的高適應性機器人。這些類鰻魚的機器人可以用於探索不可預測的世界，從遠征遙遠的行星到在災難區域提供協助。過去，類鰻魚的機器人已被設計用於各種用途。例如，在2017年，瑞士研究人員開發了一款名為Envirobot的類鰻魚機器人，用於檢測水體中的污染。這款機器人配備了內置的傳感器和馬達，具備自主操作的能力。這項研究團隊還包括來自函館未來大學、洛桑聯邦理工學院和渥太華大學的研究人員，該研究結果已發表在《美國國家科學院院刊》中。這些發現不僅深化了對鰻魚運動機制的理解，也為未來的機器人技術發展提供了新思路。
