由此可见 ， 研究乌贼控制变色伪装的神经环路与算法将有助于启发和革新人工智能的诸多领域 。
再比如 ， 对章鱼的触手运动的研究 ， 将对机器人领域等产生重要影响 。
章鱼的触手运动十分复杂 ， 可以操纵复杂的工具——它的触手可以在任意地方朝任意方向弯曲 ， 也可以在任意地方伸长、缩短、变软、变硬 。人类四肢运动的自由度受限于关节的数目 ， 而章鱼的触手几乎有着无限的自由度 。对比现有的仿生软体机械手 ， 即使是极简化到只有三个控制自由度 ， 也会因为软体形变和与环境互作的复杂性 ， 难以通过经典的力学仿真模拟设计控制方案 。因此 ， 软体的复杂运动控制在机器人控制领域也是一个巨大的难题 。
章鱼采取一种分布式的方式来实现这种超高维度的运动控制 。其神经系统有超过60%的神经细胞分布于触手上；在切断中枢控制之后 ， 触手自身的神经网络也能产生协调而复杂的运动 。也就是说 ， 章鱼的每一条触手上都有一个复杂而自主的“脑” 。这种去中心化的系统由大量分布式的控制节点组成 ， 相比于集中式的控制系统 ， 往往能兼具更好的稳定性和更好的灵活性 。研究章鱼触手运动的分布式控制 ， 将为仿生软体机器人系统提供独特的运动控制理论 ， 也将有助于设计出更好的具自适应能力的神经仿生义肢 。
应该说 ， 乌贼和章鱼在神经研究中显示出了巨大的潜力——它们的神经运算可能比不上人脑复杂 ， 但以现有的技术手段 ， 人脑还是一个“黑箱” ， 无法进行精密研究 。而头足类动物因其神经系统不完全集中在脑里 ， 有很大一部分分散在全身 ， 使其神经运算的复杂性被暴露在外 ， 易于研究 。
生物演化不但使得人类和头足类动物有如此巨大的差别 ， 也在头足类动物的内部产生了巨大的多样性 。例如 ， 有些乌贼物种就不通过变色伪装 ， 而仅仅能变出固定几种作为通信信号的图案 。我们发现 ， 这种变色能力差异也体现在控制变色的神经环路上 。这就给我们提供了一个难得的机会 ， 去研究在演化的历程中 ， 神经系统如何逐步产生极其复杂的结构和功能 。
如今 ， 中国科学家的研究进展已经重新燃起了学术界对头足类动物研究的热情 。最近一两年 ， 包括来自美国哈佛大学、斯坦福大学等顶尖机构科学家在内的越来越多的研究者开始追随我们的脚步 ， 重新开始关注这些神秘而奇特的生物 。我们期待 ， 对头足类动物的研究 ， 能在动物行为、神经科学、智能科学、和机器控制等领域交汇点上 ， 扩展人类认知的边界 。
《光明日报》（ 2023年04月20日16版）
来源： 光明网-《光明日报》
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