Workflow
动物实验
icon
搜索文档
从斑马鱼到机器鱼:机器人实验重塑神经行为研究
机器之心· 2026-02-04 11:25
研究背景与核心突破 - 瑞士联邦理工学院、杜克大学与葡萄牙高等理工大学联合团队,运用机器人部分替代动物开展生理学实验,旨在深入探究动物神经网络对智能行为的调控机制 [2] - 最新研究成果《机器鱼连续与间歇游泳的能效与神经控制》论文,已发表于顶刊《科学・机器人》2026年1月号 [2] - 该团队去年10月另一项通过机器鱼仿真研究斑马鱼视觉运动反应的成果,也发表于《科学・机器人》期刊 [3] 实验模式动物与替代方案 - 斑马鱼幼鱼因身体透明、繁殖能力强,是观测神经元活动与行为实时关联的理想活体模型 [5] - 当前技术限制下,科研人员无法在活体斑马鱼活动状态下对其神经回路进行精准创建、改造与观测,且难以精准调控动物行为以契合实验需求 [5] - 仿生机器人实验填补了上述空白,研究者可通过编程构建斑马鱼神经网络模型,在可控环境中精准验证神经环路与运动表现的因果关系 [5] - 在机器鱼或机器鱼仿真系统中开展实验,完全不受伦理约束,且成本远低于传统动物实验 [7] 神经控制模型与机器人实现 - 研究团队基于斑马鱼神经网络研究成果,构建了一套以“中枢模式发生器(CPGs)+ 动作门(bout gate)”为核心的斑马鱼幼鱼间歇性游泳模型 [9] - EPFL团队研发了模仿斑马鱼幼鱼形态的机器鱼ZBot,该模型驱动的ZBot能精准复现斑马鱼幼鱼的“慢速直行2”与“常规转向”游泳行为 [9] - 通过调节运动神经元输出增益等参数,ZBot还可模拟出J型转向、接近游泳等多种游泳步态 [9] 流体力学环境与运动表现 - 研究利用“雷诺数与特征长度成正比、与流体粘度成反比”的物理原理,对ZBot在不同粘度流体环境中进行参数化测试,测试介质包括普通水(粘度 = 1)、中粘度流体(粘度 = 213.9 cP)及高粘度流体(粘度 = 457.0 cP) [13] - 实验结果显示,随着流体粘度升高,ZBot的推进效率显著下降,在高粘度流体中的位移仅为普通水中的约三十分之一 [15] - 高粘度流体(低雷诺数)对转向功能几乎无影响,ZBot在普通水中完成一次转向动作的转向角度约为60度,在高粘度流体中仍可达约45度 [15] 运动能效与驱动模式分析 - 研究团队提出新猜想:间歇性游泳能使驱动器(或动物肌肉)始终处于更高效的工作区间,进而提升整体能效 [17] - 研究人员对比了生物肌肉与实验所用伺服电机的“负载-效率”特性,发现二者均呈现倒U型效率曲线,中等负载时效率达到峰值 [17] - 通过测量电机负载状态并预测效率,证实ZBot在间歇性游泳模式下,以相同速度运动时,电机效率及综合能效均高于连续游泳模式 [17] - 受限于间歇性游泳的占空比,其最大速度无法达到连续游泳模式的水平,这一现象在普通水及两种高粘度流体中均普遍存在 [17] 研究意义与应用前景 - 该研究借助“机器人实验”相较于“动物实验”的独特优势,揭示了单纯依靠动物实验难以探明的深层机制,深化了人类对生物运动行为及运动机理的认知 [18] - 研究为机器鱼控制策略提供了新方法:中低速巡航场景下,优先采用间歇式驱动以最大化能效;高速机动任务中,则切换至连续驱动模式以保障响应速度与位移能力 [18]
昭衍新药尾盘涨超9% 机构看好公司受益猴价上涨 海外离岸外包业务具增长潜力
智通财经· 2025-08-13 15:56
公司股价表现 - 昭衍新药港股尾盘涨超9% 截至发稿涨9.23%报24.62港元 成交额3.91亿港元 [1] 业绩与订单周期 - 公司历经2018-2022年业绩高增长后 2023-2025年订单量价承压调整 利空逐渐出清 [1] - 2026年起有望凭借国内复苏与海外离岸外包双轮驱动进入新一轮增长通道 [1] - 国内复苏动力包括BD出海热潮和IND数量上升 [1] 行业供需与价格趋势 - 实验猴价格是安评行业供需关系和周期性的风向标 国内目前位于8-10万元/只 [1] - 价格企稳后略有上升 供需端处于紧平衡状态 [1] - 后续供需缺口拉大可能推动猴价进入新一轮上升周期 2022年时高达15-20万元/只 [1] 政策与技术发展影响 - 市场顾虑FDA新政影响及海外业务增长潜力 但新政以单抗体领域为切入点且国内尚未跟进 [1] - 动物实验在3-5年内仍为全球药物安评领域的绝对主流方法 [1] - 长期看新方法学(AI、类器官等)应用前景仍待观察 需结合过渡期对比结果及技术成熟度综合考量 [1] - 动物实验与新方法学将协同演进推动行业发展 公司通过新方法学布局提升综合能力 [1]