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壁虎生物机器人外周神经模拟信号控制系统的初步研究

杨松祥  
【摘要】:目前机器人在各行各业中发挥着重要作用。作为特种机器人一员的生物机器人因其特有优点,在军事、反恐等场合亦有较广的应用前景。受壁虎能够在墙壁等表面爬行这一自然现象的启发,本文从仿生学角度研究壁虎生物机器人的外周神经模拟信号控制系统。 本文目的是通过研究壁虎运动组织学,寻找合适的壁虎运动控制方法。壁虎运动神经网络,包括壁虎脚掌运动神经接触状态感受传入、调控壁虎运动神经网络的脊髓神经元等内容。这样,本文工作是实现一个控制信号发生系统,通过该系统对壁虎外周神经施加一定的刺激信号,从而达到控制壁虎运动目的。 在本文中,编写出一套控制信号产生程序,该程序可以产生刺激壁虎外周神经的控制信号。程序编写过程中,分别使用并行端口和 A/D 卡两种不同硬件来实现信号的产生。为寻找出能够有效控制壁虎的信号,程序还对已经做过的实验数据(包括控制信号参数等信息)用 Hash 表的形式做了保存,以便于以后对实验情况作查找和分析。通过该信号产生程序,可以控制壁虎左右转向等简单运动。 由于机器人本身要有一定的信息获取和处理能力,所以文中最后讨论了一种高效实时数据采集、存储的实现方法,并将这种方法应用到了测试材料摩擦、粘着性能实验台的软件当中。通过该实验台软件,可以做聚氨酯等材料的粘着性能实验。这对选择合适的仿壁虎脚掌材料具有指导意义。


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