[发明专利]一种基于秀丽线虫神经元的全智能小车

说明书

本发明涉及一种基于秀丽线虫神经元的全智能小车。本发明所述的基于秀丽线虫神经元的全智能小车包括信号采集模块、信号处理模块和动作执行模块；所述信号采集模块用于获取所述全智能小车的周边环境数据，并将所述周边环境数据传输至所述信号处理模块；所述信号处理模块为基于秀丽线虫神经网络仿真实现的硬件电路，所述信号处理模块用于接收所述信号采集模块传输的周边环境数据，并根据所述周边环境数据，生成动作指令，控制所述动作执行模块实现所述动作指令；所述动作执行模块用于根据所述动作指令，做出相应的动作。本发明所述的基于秀丽线虫神经元的全智能小车，反应能力和速度近似于秀丽线虫，不需要人为过多地控制和干预即可完成简单的动作。

技术领域

本发明涉及计算神经科学领域，特别是涉及一种基于秀丽线虫神经元的全智能小车。

背景技术

随着科技的不断进步，机器人相关的技术也得到了突飞猛进的发展，开始向智能化的方向发展。传统机器人控制技术中，要使其按照人类的意图进行动作，通常是采用遥控或者提前训练好的程序来控制机器人执行相关的动作，交互方式单一且鲁棒性差，如机器人行走过程中经常出现的视觉抖动、虚化或其它噪声类信息对模型稳定控制带来了极大的挑战。现在一些基于仿生生物神经网络的智能机器人控制方法，已经可以脱离遥控器以及提前设定的动作程序，实现仿生物化、智能化、高鲁棒性的智能机器人控制。

工厂或实验室的机器人都是由人编辑实现某种动作或功能，从真正意义来说它们没有自主性，无适应能力。

发明内容

基于此，本发明的目的在于，提供一种基于秀丽线虫神经元的全智能小车，反应能力和速度近似于秀丽线虫，不需要人为过多地控制和干预即可完成简单的动作。

本发明提供一种基于秀丽线虫神经元的全智能小车：

包括信号采集模块、信号处理模块和动作执行模块；

所述信号采集模块用于获取所述全智能小车的周边环境数据，并将所述周边环境数据传输至所述信号处理模块；

所述信号处理模块为基于秀丽线虫神经网络仿真实现的硬件电路，所述信号处理模块用于接收所述信号采集模块传输的周边环境数据，并根据所述周边环境数据，生成动作指令，控制所述动作执行模块实现所述动作指令；

所述动作执行模块用于根据所述动作指令，做出相应的动作。

进一步地，所述硬件电路的搭建步骤包括：

在MATLAB软件中的simulink进行秀丽线虫神经网络的模型搭建；

得到仿真结果与秀丽线虫生理反应结果一致的模型后，绘制与所述模型相对应的PCB原理图；

根据所述PCB原理图，对所述模型进行硬件电路搭建。

进一步地，秀丽线虫单个神经元的模型选取为：

其中，Cm为膜电容，V为膜电压，即以膜相隔的两溶液之间产生的电位差，Ica为钙电流，IK为钾电流，Isk即细胞间钙门控钾通道电流，ILeak为漏电流，Istimuli为从刺激到感觉神经元，即输入直流电流，Isyn为化学突触注入神经元的电流，Igap为电突触注入神经元的电流。

进一步地，钾离子通道电流模型为：

Ik＝Gk nk⁴(V-Ek)

其中，V为膜电压，Ek为钾离子平衡电位，平衡电位是静息条件下细胞膜内外的电位差，nk为电压门控钾通道，Gk为钾离子通道电导。

进一步地，细胞间钙门钾离子通道电流模型为：

Isk＝Gsk msk(V-Esk)