[发明专利]基于多脑区协同条件反射模型的机器人控制方法及系统

权利要求书

1.一种基于多脑区协同条件反射模型的机器人控制方法，其特征在于，该机器人控制方法包括：

步骤S10，获取机器人环境中的非条件刺激和条件刺激；所述非条件刺激为对机器人有害的刺激，非条件刺激紧随条件刺激出现；所述条件刺激的种类为预先设定的；

步骤S20，基于所述条件刺激信号，通过训练好的类脑计算模型获取机器人行为类别；

步骤S30，基于所述机器人行为类别以及输入的机器人行为类别-控制指令关系，获取机器人控制指令；

其中，所述训练好的类脑计算模型基于神经元模型构建，并通过所述条件刺激信号以及对应的机器人有害刺激进行条件反射训练；所述神经元模型用于描述神经元放电率和刺激之间的关系；

所述类脑计算模型包括脑桥核功能模块、间位核功能模块、下橄榄核功能模块、浦肯野细胞模块、颗粒细胞模块、抑制性中间神经元模块、苔藓纤维模块、平行纤维模块、爬行纤维模块、非条件刺激传输通路模块、条件刺激传输通路模块、运动控制传输通路模块；

所述脑桥核功能模块用于模拟对条件刺激的中继功能；

所述间位核功能模块接收来自脑桥核、下橄榄核、浦肯野细胞的刺激，实现条件反射的习得、消退和再习得；

所述下橄榄核功能模块用于模拟对非条件刺激的中继功能；

所述浦肯野细胞模块用于模拟浦肯野细胞的自发放电功能和对间位核的抑制功能；

所述颗粒细胞模块用于接收来自脑桥核的刺激，并将刺激传输到抑制性中间神经元和浦肯野细胞；

所述抑制性中间神经元模块用于模拟抑制性中间神经元对浦肯野细胞的抑制功能；

所述苔藓纤维模块用于模拟对条件刺激的传输功能；

所述平行纤维模块用于接收颗粒细胞的刺激，并将刺激传输至浦肯野细胞；

所述爬行纤维模块用于模拟对非条件刺激的传输功能；

所述非条件刺激传输通路模块用于机器人接收并识别非条件刺激，及传输非条件刺激至下橄榄核；

所述条件刺激传输通路模块用于机器人接收并识别条件刺激，及传输条件刺激至脑桥核；

所述运动控制传输通路模块用于控制机器人产生相应的条件反射行为或非条件反射行为。

2.根据权利要求1所述的基于多脑区协同条件反射模型的机器人控制方法，其特征在于，所述神经元模型为：

ΔV_j(t)＝-C*(V_j(t)-S_j(t))

其中，ΔV_j(t)为神经元j在t时间段的刺激下放电率的增量，S_j(t)代表神经元j在t时间段的条件刺激或有害刺激，V_j(t)为神经元j的放电率，C为设定的常量参数。

3.根据权利要求2所述的基于多脑区协同条件反射模型的机器人控制方法，其特征在于，所述类脑计算模型，其训练方法为：

步骤B10，基于t时间段条件刺激信号以及对应的机器人有害刺激，计算t时间段神经元模型中神经元放电率的增量并进行放电率更新；

步骤B20，基于t时间段神经元模型中神经元放电率，计算t时间段浦肯野细胞放电率的增量并进行放电率更新；

步骤B30，基于t时间段神经元模型中神经元放电率、t时间段浦肯野细胞放电率，计算t时间段间位核内细胞放电率的增量并进行放电率更新；

步骤B40，基于t时间段神经元、浦肯野细胞、间位核内细胞放电率，计算t时间段类脑模型突触权重的增量并进行权重更新；

步骤B50，基于所述t时间段类脑模型突触权重，计算t时间段类脑模型突触数量的变化量并进行突触数量更新，获得t时间段类脑计算模型；

步骤B60，令t＝t+1并跳转步骤B10，直至所述类脑计算模型基于单独的条件刺激信号的输出与基于对应的机器人非条件刺激的输出一致，获得训练好的类脑计算模型。