[发明专利]一种软体机器人控制方法

说明书

一种软体机器人控制方法，包括中枢模式发生器CPG，中枢模式发生器CPG的生物机理是，通过与物理环境的相互耦合来生成有机体需要的运动信号，同时利用神经中枢控制信号和传感器反馈信息对运动进行合理的调节，从而产生有规则的节律信号，中枢模式发生器CPG是由一系列中间神经元组成的振荡单元，整个中枢模式发生器CPG控制网络是由神经振荡器和多重反射反馈回路系统耦合组成的复杂的分布式神经网络，分布式神经网络可以重构，中枢模式发生器CPG控制网络的边界是灵活的，中间神经元可以从一个网络转换到另一个网络，多个小网络也可以形成具有新特性的大网络。本发明能实现对软体机器人进行有效控制，能对软体学进行科学研究。

技术领域

本发明涉及软体机器人领域，具体地说涉及一种由一系列中间神经元组成的振荡单元构成的中枢模式发生器CPG，即由神经振荡器和多重反射反馈回路系统耦合组成的复杂的分布式神经网络进行控制的一种软体机器人控制方法。

背景技术

软体机器人涉及材料、化学、机械、控制等多学科，虽然离子型EAP材料在软体机器人中的应用已经取得了重大成果，但是在使用离子型EAP驱动器设计软体机器人之前，还需要面临解决许多存在的挑战。软体机器人从材料及工艺、结构设计、软体控制等许多问题需要亟待解决。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足之处，提供一种由一系列中间神经元组成的振荡单元构成的中枢模式发生器CPG，即由神经振荡器和多重反射反馈回路系统耦合组成的复杂的分布式神经网络进行控制的一种软体机器人控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种软体机器人控制方法，包括中枢模式发生器CPG，中枢模式发生器CPG的生物机理是，通过与物理环境的相互耦合来生成有机体需要的运动信号，同时利用神经中枢控制信号和传感器反馈信息对运动进行合理的调节，从而产生有规则的节律信号，中枢模式发生器CPG是由一系列中间神经元组成的振荡单元，整个中枢模式发生器CPG控制网络是由神经振荡器和多重反射反馈回路系统耦合组成的复杂的分布式神经网络，分布式神经网络可以重构，中枢模式发生器CPG控制网络的边界是灵活的，中间神经元可以从一个网络转换到另一个网络，多个小网络也可以形成具有新特性的大网络。

本发明的有益效果是，能实现对软体机器人进行有效控制，能对软体学进行科学研究，包括对生物的原型和机理进行科学研究，用数学的方法表示生物的模型，根据数学模型，制造出工程技术上可以试验的实物原型。软体机器人的研究由原始探索阶段、宏观仿形与运动软体阶段、生物性能与机电系统融合阶段进入了生物特性与结构一体的类生命系统阶段，本发明的一种软体机器人控制方法具有了生物的一些典型特征，如运动方式、形态特征、自我控制和自我感知的特征。

具体实施方式

实施本发明的一种软体机器人控制方法，包括中枢模式发生器CPG，中枢模式发生器CPG的生物机理是，通过与物理环境的相互耦合来生成有机体需要的运动信号，同时利用神经中枢控制信号和传感器反馈信息对运动进行合理的调节，从而产生有规则的节律信号，中枢模式发生器CPG是由一系列中间神经元组成的振荡单元，整个中枢模式发生器CPG控制网络是由神经振荡器和多重反射反馈回路系统耦合组成的复杂的分布式神经网络，分布式神经网络可以重构，中枢模式发生器CPG控制网络的边界是灵活的，中间神经元可以从一个网络转换到另一个网络，多个小网络也可以形成具有新特性的大网络。

实施本发明的一种软体机器人控制方法，分布式神经网络分为链式网络和网状网络两种网络模型，中枢模式发生器CPG的行为是网络的集合行为，中枢模式发生器CPG中每个振荡器都拥有自己的振荡频率，中枢模式发生器CPG网络表现出整体性的行为，能够以相同频率进行振荡，中枢模式发生器CPG的控制机理包括神经生理学和生物机械学，中枢模式发生器CPG网络存在动物身体内部，中枢模式发生器CPG网络是由许多关联的神经单元构成的，可以用一个或多个单元控制同一个自由度，协调动物整体运动的灵活性；中枢模式发生器CPG网络可以单独产生节律控制信号，可以通过中枢神经和环境的反馈信息来调整中枢模式发生器CPG网络的输出。