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范例一：(K=图书馆学 OR K=情报学) AND A=范并思 AND Y=1982-2016
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作者

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279 篇 中文

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被动双足机器人极限环行走研究

被动双足机器人极限环行走研究

引用

作者：郑祺哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

双足机器人相比于一般的机器人有着更好的环境适应性和灵活性,相对来说更容易在一些复杂想地形上行走,如山地丛林等,因此受到军事、娱乐等领域的广泛关注。而由Mc Geer所开创的被动行走研究则为双足机器人行走研究提供了一种新的方向,... 详细信息

双足机器人相比于一般的机器人有着更好的环境适应性和灵活性,相对来说更容易在一些复杂想地形上行走,如山地丛林等,因此受到军事、娱乐等领域的广泛关注。而由Mc Geer所开创的被动行走研究则为双足机器人行走研究提供了一种新的方向,被动行走机器可以在斜面上不依赖外界能量输入,仅依靠重力进行行走,相比于传统机器人行走有着更加拟人化的步态和更高的能量利用效率。本课题主要希望能够对被动行走的机理进行研究,为之后在被动行走的基础上增加主动控制提供相关的理论铺垫。本研究参考了国内外经典的被动双足机器人的研究,对一些条件进行简化从而建立了直腿和带膝盖两种结构下的模型。将行走的过程建立为连续摆动和离散碰撞两种阶段,对摆动阶段利用拉格朗日方法分析两种结构行走时的动力学;对离散碰撞阶段,利用角动量守恒关系来分析碰撞前后的速度对应关系,为之后被动行走的极限环特性研究以及增加主动驱动控制等研究奠定了理论基础。极限环行走意为在行走过程中的每个时刻并不都是稳定的,但整体的行走却具有周期性和稳定性。但极限环行走对初始条件有着很强的敏感性,必须在合适的初始条件下才能实现持续行走。因此本文在上述动力学模型的基础上,利用牛顿法和遗传算法等搜索算法来寻找给定条件下被动行走的不动点和极限环,表明了这些搜索算法对极限环搜索的有效性,并对寻找出的不动点分析了其稳定性和敏感性等属性。在上述理论分析模型的基础上,本文还利用虚拟样机仿真和实际物理样机的实验来证明了极限环行走的实际可行性。经过反复的实验后,在虚拟样机和实际物理样机中都成功的实现了无动力下的极限环行走。在虚拟样机和实际物理样机试验中我们发现,由于实际模型很难借助计算机搜索去寻找合适的初始条件,因此实现极限环行走需要依赖大量的手动试验去测试和寻找合适的初值,并且极限环行走本身对行走环境的要求也较为苛刻。为了改善纯被动极限环行走的这些缺点,本文在原先模型的基础上增加了中枢模式发生器作为驱动控制,为被动双足模型提供主动力矩驱动,并利用遗传算法为搜索和优化中枢模式发生器的参数。结果表明,基于中枢模式发生器控制的被动双足机器人能够更容易的实现极限环行走,并且有着更好的对斜面坡度的适应能力,从而实现更稳定的极限环行走。

关键词：被动行走极限环不动点中枢模式发生器

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四足仿生机器人步态规划及行走稳定性研究

四足仿生机器人步态规划及行走稳定性研究

引用

作者：席磊国防科学技术大学

学位级别：硕士

本文依托于国家863主题项目《高性能四足仿生机器人原型系统研究》,以提高四足仿生机器人行进稳定性为目标,以四足仿生机器人为研究对象,建立高性能四足仿生机器人的机电控制一体化虚拟样机模型,基于改进的CPG中枢模式发生器,对机器人... 详细信息

本文依托于国家863主题项目《高性能四足仿生机器人原型系统研究》,以提高四足仿生机器人行进稳定性为目标,以四足仿生机器人为研究对象,建立高性能四足仿生机器人的机电控制一体化虚拟样机模型,基于改进的CPG中枢模式发生器,对机器人的典型步态进行规划,并进行运动学及动力学仿真。建立四足机器人稳定性评价理论,将机器人的相关机械参数、步态参数对机器人稳定性的影响进行分析,为今后四足仿生机器人的设计和开发提供有益的规律性指导和高效的辅助设计工具。全文的研究工作主要包括:1.应用动力学仿真软件Adams和科学计算软件Matalb建立参数可调的四足机器人机电控制一体化虚拟样机模型;通过DH描述方法对四足机器人的一条仿生腿进行运动学建模,推导其运动学正解和逆解方程。在腿长等参数的约束下,应用运动学正解进行足部运动空间的分析与优化;应用运动学逆解进行摆线轨迹的足端轨迹规划并进行仿真验证。2.通过分析四足哺乳动物的运动规律,提出基于中枢模式发生器(CPG)的步态生成算法。针对四足机器人步态规划需求,对比直接函数生成法,提出一种网络结构的改进CPG关节数据地址发生器,实现全关节的驱动函数生成,并对机器人启动步态进行设计和改进。3为了衡量机器人步行运动性能,提出用稳定裕度来判断静态步行步态的稳定性,并采用改进的瞬时质心方法来提高稳定裕度的判断精度。通过对临界稳定性条件的分析,讨论占空比和腿型对稳定裕度的影响,仿真验证并提出改进意见。4.针对四足仿生机器人虚拟样机的功能需求,开发基于Adams二次开发的四足机器人辅助设计软件,创新应用即时可调的机械参数、步态参数模型,整合常用功能开发可视化界面,并以实例分析验证软件功能可靠。

关键词：四足仿生机器人中枢模式发生器步态规划稳定裕度 Adams二次开发

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海兔摄食网络中运动程序可变性的突触与环路机制研究

海兔摄食网络中运动程序可变性的突触与环路机制研究

引用

作者：陈婷婷南京大学

学位级别：硕士

当生物个体(包括脊椎动物和无脊椎动物)反复执行相同的动作时,这些相同的动作间都会表现出差异。这些差异提示,即使生物个体在执行相同的动作时,其中枢神经系统(central nervous system,CNS)中的同种神经元的放电情况也是不尽相同的。... 详细信息

当生物个体(包括脊椎动物和无脊椎动物)反复执行相同的动作时,这些相同的动作间都会表现出差异。这些差异提示,即使生物个体在执行相同的动作时,其中枢神经系统(central nervous system,CNS)中的同种神经元的放电情况也是不尽相同的。尽管目前关于可变性的功能意义仍存在争论,但我们可以明确其机制至少部分来源于相对应的神经网络。虽然可变性普遍存在而且已有一些分子及计算模型的可变性研究,但在神经系统中关于可变性的突触和环路机制却知之甚少。由于可变性现象既存在于同一生物个体也存在于同种生物个体之间,这在一定程度上也阻碍了目前可变性研究的进展。作为神经科学研究领域中优秀的模式生物,海兔(Aplysia)不同个体之间摄食运动的行为和对应的运动神经元的放电情况很好的展示了可变性的存在,故在本课题中我们利用海兔摄食运动系统来研究运动可变性。在单一的摄食发生环路中,我们识别了一个新的指令神经元——CBI-10,它能够诱发摄食行为的产生。但是在其诱发的运动程序中,运动神经元的循环放电情况比在已经识别的指令神经元(CBI-2)所诱发的运动程序中更加可变。在本课题中,我们比较了这两个指令神经元与下游摄食中枢模式发生器中的两个中间神经元(B34和B40)的突触联系强度以及比较了这两个中间神经元对下游重要运动神经元(B61/62)提供的突触输入,我们发现,这两个指令神经元对这两个中间神经元(B34,B40)的突触联系强度不同,而这又引起了后者不同程度地激活运动神经元。更为重要的发现是,如果在刺激新的指令神经元的同时给关键中间神经元一个阈下刺激,新的指令神经元所诱发的运动程序将变得不太可变,即更加类似于先前所识别的指令神经元驱动的运动程序。在本课题中,我们阐明了新的指令神经元(CBI-10)诱发的运动程序更可变的突触与环路机制。首先,在摄食前馈通路中存在一个关键节点——模式发生中间神经元B34,其在驱动运动神经元B61/62的放电频率和控制运动程序的可变性中起关键作用;其次,新的指令神经元(CBI-10)对这个关键节点神经元B34提供的突触输入较CBI-2弱。这些使得在CBI-10诱发的摄食行为中B34放电频率较低,而后者较低的放电频率又引起运动程序的可变性呈负相关变化。因为包括皮层环路在内的许多神经环路都是前馈环路且表现出可变性,所以我们通过单个前馈环路中特定机制所阐释的可变性的机制将具有更广泛的适用性和意义。

关键词：海兔可变性指令神经元中枢模式发生器摄食中间神经元

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基于CPG网络的步态运动及环境自适应研究

基于CPG网络的步态运动及环境自适应研究

引用

作者：石磊昆明理工大学

学位级别：硕士

关于动物体的步态节律运动,生物学家们经过长时间的研究得出了一个获得广泛认可的结论,即节律运动是由位于生物体脊髓中的中枢模式发生器(Central Pattern Generator, CPG)所控制的。生物节律运动的提出,简化了传统运动控制方法复杂的... 详细信息

关于动物体的步态节律运动,生物学家们经过长时间的研究得出了一个获得广泛认可的结论,即节律运动是由位于生物体脊髓中的中枢模式发生器(Central Pattern Generator, CPG)所控制的。生物节律运动的提出,简化了传统运动控制方法复杂的数学模型。相比于现阶段针对多足机器人运动控制策略的研究,双足机器人的运动控制策略一直是机器人运动当中的难点问题,因此结合CPG易建模的优点以及现阶段针对双足机器人节律运动研究的不足,本文以CPG模型来对双足机器人的节律运动进行研究,选取Rayleigh非线性振荡器作为CPG控制器。非线性振荡器的优点是结构简单稳定,且有固有同步特性,可使四肢协调。为了验证选取的Rayleigh非线性振荡器所构建的CPG控制网络可以应用于生物体的步态运动,本文对以Rayleigh振荡器构建的CPG控制网络来模拟多个神经元模型进行了研究。文中采用相对简单的Rayleigh振荡器作为CPG控制器来建立网络模型,针对该方法在多神经元耦合方面缺乏描述的不足,在单神经元和双神经元模型的基础上添加一个神经元,建立三神经元模型,分别模拟髋关节、膝关节和踝关节,从而实现了对步态运动过程中腿部各关节的模拟。仿真结果表明,用Rayleigh振荡器构建的CPG网络能够很好的模拟多神经元之间的生理特性,符合动物体在做节律运动时腿部各关节间的特性,验证了Rayleigh振荡器作为CPG控制器建立多神经元网络模型的可行性。传统的运动控制策略在解决双足机器人复杂的非线性系统问题时,需要对运动所处环境进行建模,对环境因素的依赖性很大。这些问题会使产生的节律运动缺乏灵活的自组织能力,使得运动十分缓慢、僵硬,与动物体在自然界中的节律运动相比,存在很大的差异。自然界的生物能够获取外界的环境信息,通过环境的反射自激行为来协调自身的节律运动,从而能够适应复杂多变的环境。通过加入反馈信息融合及自适应频率振荡器的学习规则使CPG控制网络能够获取外界环境及自身的反馈信息形成闭环控制系统,能够使上述问题得到较好的解决。

关键词：中枢模式发生器非线性振荡器步态运动感觉反馈频率自适应

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四足机器人样机设计与运动控制研究

四足机器人样机设计与运动控制研究

引用

作者：何嘉宇哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

四足机器人作为目前的研究热点,其强大的地形适应能力相比传统的移动机器人拥有更加广阔的应用场景。本文针对四足机器人在城市内楼宇间移动的任务,研制了四足机器人样机,对四足机器人通过坡面的过程进行了研究,提出了基于惯性测量单元... 详细信息

四足机器人作为目前的研究热点,其强大的地形适应能力相比传统的移动机器人拥有更加广阔的应用场景。本文针对四足机器人在城市内楼宇间移动的任务,研制了四足机器人样机,对四足机器人通过坡面的过程进行了研究,提出了基于惯性测量单元（Inertial Measurement Unit,IMU）和中枢模式发生器（Central Pattern Generator,CPG）的四足机器人的爬坡步态,并进行了实验论证。本文综合比较不同腿部机构的优劣,确定了四足机器人的二自由度并联腿部结构,对并联机构进行运动学分析,通过正逆运动学得到了并联机构与串联机构互相转换的关系,为后续运动控制打下基础。参考生物的节律运动,建立了神经元振荡器模型和CPG网络模型,探究了振荡器模型参数和网络参数对网络输出的影响。通过运动学将CPG网络用于并联腿四足机器人的运动控制上。本文创新性提出了基于IMU和CPG的通过坡面的运动控制方法。引入IMU的反馈使得四足机器人可以在每一次摆动相结束后调节步态以保持俯仰角稳定,通过运动学计算出各相开始和结束时刻每条腿的足端位置,通过足端轨迹规划控制每条腿的落点。这种方法既提高了四足机器人在坡面的稳定性,也保证了四足机器人通过坡面的连续性与流畅性。为了验证四足机器人的运动控制方法,在VREP环境中建立了四足机器人虚拟样机。对四足机器人的直线行走和转弯进行模拟,验证了CPG算法的正确性。对四足机器人爬坡步态进行模拟,验证基于IMU和CPG的通过坡面的运动控制方法的优越性。最后研制了四足机器人样机,进行了部件选型,完成了STM32与电机之间的CAN通信、单腿控制实验、整机的安装并在四足机器人样机上对直线行走,转向行走和通过坡面算法进行了实验验证和分析。

关键词：四足机器人中枢模式发生器坡面步态

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针对下肢的智能型功能性电刺激控制技术研究与测试

针对下肢的智能型功能性电刺激控制技术研究与测试

引用

作者：张青上海交通大学

学位级别：硕士

随着人口老龄化进程加快和脊髓损伤患者逐年递增，瘫痪病人的数目也越来越多。功能性电刺激（FES）是帮助这些病人恢复运动功能的有效手段，具有重要的研究意义和良好的运用前景。然而，国内对FES系统的研究还不成熟，尤其是在下肢FES... 详细信息

随着人口老龄化进程加快和脊髓损伤患者逐年递增，瘫痪病人的数目也越来越多。功能性电刺激（FES）是帮助这些病人恢复运动功能的有效手段，具有重要的研究意义和良好的运用前景。然而，国内对FES系统的研究还不成熟，尤其是在下肢FES系统方面，距离国外还有较大差距。本文借助仿生控制原理，结合人体肌电信号（EMG）生成方式的猜想，将中枢模式发生器（CPG）和肌肉协同联合起来，设计了智能型的电刺激控制系统。这种电刺激控制系统利用CPG生成的少数控制信号控制多块肌肉，在保证控制效果的同时，大大简化CPG网络的复杂度，而且能方便地调节输出速度、强度等。本文首先阐述了功能性电刺激的基础，介绍了电刺激下肌张力的产生，然后研究了节律运动过程中的肌肉协同，得出了不同运动模式下的时间主成分，证明了不同速度或负载下EMG的时间主成分基本不变，并对EMG进行了重构。紧接着，详细介绍了CPG，探索了Hindmarsh-Rose (HR)模型关于CPG的特性，并从理论上和实际上证明了HR模型可用作通用CPG。然后用遗传算法优化了HR模型和另一种常用CPG模型Matsuoka模型的参数，拟合了EMG的时间主成分，并用CPG拟合的主成分重构EMG，最后用重构的EMG信号作为控制信号来控制FES，进行了多项健康人和瘫痪患者实验，证明了控制系统的有效性。

关键词：中枢模式发生器功能性电刺激肌肉协同双足行走控制肌电信号

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下肢康复机器人步态规划的宜人性研究

下肢康复机器人步态规划的宜人性研究

引用

作者：周晓晨河北工业大学

学位级别：硕士

下肢康复机器人是一种辅助下肢功能性运动障碍的患者进行康复训练的智能医疗设备。针对下肢外骨骼康复机器人进行了研究。主要研究内容包括:(1)根据本课题组所研究的下肢外骨骼机器人的功能需求,及下肢康复训练患者的特点,提出宜人性步... 详细信息

下肢康复机器人是一种辅助下肢功能性运动障碍的患者进行康复训练的智能医疗设备。针对下肢外骨骼康复机器人进行了研究。主要研究内容包括:(1)根据本课题组所研究的下肢外骨骼机器人的功能需求,及下肢康复训练患者的特点,提出宜人性步态规划方法。分别针对具体患者的离线的步态规划和适应患者训练时实际步态的在线适应性调整部分。前者是为康复医师提供患者一个比较准确、客观的步态范围(步长、步态周期)来指导患者在最舒适、自然的状态下进行正常行走。后者是医师可依据参考数据为患者在康复训练过程中进行适当调整。采用此种方法便可得到适于存在单个差异的患者的步态规划,使患者得到更好的康复训练效果。(2)离线规划是在训练前为患者的根据自身身体参数和训练方案规划适合特定患者的步态轨迹的过程。采用径向基神经网络对所获得的样本数据进行训练,以实验对象的6中身体参数为训练的输入(年龄、身高、体重、性别、大腿长、小腿长),输出即为需要的步长和步态周期。(3)在线规划是当患者根据规划的步态进行训练时,实际步态产生偏差的情况下,对步态进行适应性即时规划,使新步态,即能适应患者的实际步态,又符合正常人的步态特征,避免训练中发生对患者的损伤,有防止患者采用病态步态,影响训练效果。在线规划部分采用一种自适应CPG生成下肢外骨骼的实时步态轨迹的方法。通过根据步长和步态周期求解关节角度轨迹,并将其拟合为有限阶傅里叶级数。进而建立康复机器人傅里叶系数与步长、步态周期之间的模糊关系。之后,建立CPG网络并使之与傅里叶系数相关联,形成步态实时在线规划。(4)基于本课题组开发的下肢外骨骼康复训练机器人模型,将Solidworks建立的下肢外骨骼虚拟机与matlab/simulink进行联合仿真,可以实现离线预测与在线规划,验证了方法的可行性。

关键词：康复机器人下肢外骨骼步态规划神经网络中枢模式发生器

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具有柔顺脊柱的仿婴儿爬行机器人设计与实现

具有柔顺脊柱的仿婴儿爬行机器人设计与实现

引用

作者：梁艳北京交通大学

学位级别：硕士

传统的足式机器人多由刚性构件组成,因此承载能力、速度以及稳定性受到了极大限制。研究表明,通过在机器人中加入柔性构件,可以简化机器人动态运动控制,提高机器人的行走稳定性和协调性。针对刚性四足爬行机器人在动态行走时所出现的躯... 详细信息

传统的足式机器人多由刚性构件组成,因此承载能力、速度以及稳定性受到了极大限制。研究表明,通过在机器人中加入柔性构件,可以简化机器人动态运动控制,提高机器人的行走稳定性和协调性。针对刚性四足爬行机器人在动态行走时所出现的躯体姿态不平稳等问题,本文提出了一种具有变截面刚度的全局柔顺脊柱的仿婴儿四足爬行机器人机构方案,采用基于生物神经控制机理的运动控制算法,进行了动力学仿真分析,搭建了实验平台,完成了仿婴儿四足爬行机器人的行走实验和性能评价,完成的具体工作如下：提出了具有6个主动自由度的仿婴儿爬行四足机器人机构方案。设计了具有变截面刚度的全局柔顺脊柱以及弧状弹性腿部,采用伪刚体模型完成了柔顺脊柱、弧状腿部的机械特性参数的设计计算。建立了基于生物神经控制机理的中枢模式发生器(CPG)模型,作为仿婴儿四足爬行机器人的运动控制器。建立了仿婴儿四足爬行机器人虚拟样机并完成了yaw向大柔顺脊柱和刚性脊柱的对比仿真。完成了仿婴儿四足爬行机器人的样机和运动控制系统搭建,设计了仿婴儿四足爬行机器人刚柔对比行走实验,对柔顺脊柱对于机器人在横滚方向和偏航方向的运动性能的影响进行了评价、分析。实验表明,通过在仿婴儿四足爬行机器人中加入变截面通体柔顺脊柱可以有效地减少机器人在偏航方向和横滚方向的偏转,对于减小机器人头部姿态的变化程度起到了积极效果,提高了机器人行走姿态的稳定性和机器人运动轨迹的准确性。

关键词：四足爬行机器人柔顺机构柔顺脊柱动态运动中枢模式发生器

来源：评论

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基于多目标遗传算法的六足机器人CPG参数优化

基于多目标遗传算法的六足机器人CPG参数优化

引用

作者：孙建波中国计量大学

学位级别：硕士

传统的运动规划方法很难适用于六足机器人的多个关节角度规划,合理的角度规划是实现其稳定运动基础。仿照生物体中的中枢模式发生器(CPG)来规划机器人运动的节律信号是解决规划难题的有效方法。针对本文研究的六足机器人,通过数学方程... 详细信息

传统的运动规划方法很难适用于六足机器人的多个关节角度规划,合理的角度规划是实现其稳定运动基础。仿照生物体中的中枢模式发生器(CPG)来规划机器人运动的节律信号是解决规划难题的有效方法。针对本文研究的六足机器人,通过数学方程构建的振荡器、由振荡器组成的CPG以及产生的节律信号映射到关节空间角度的映射函数中有49个参数需要调整,因此需要将进化优化算法加入调参的过程。首先,根据Hopf振荡器的数学模型,分析模型中的参数对输出的影响;通过Hopf振荡器相互连接建立CPG,分析耦合参数对输出的影响;将振荡器的输出的状态变量映射为关节空间角度值,分析映射函数中参数对输出的影响;得到收敛强度、幅值、频率、耦合强度、5个比例系数,共9个待优化参数。其次,建立了目标的优化问题数学描述,为了在多目标问题中比较个体的优劣关系,给出Pareto支配关系的定义,以及用于选择操作的Pareto最优解和快速非支配排序算法;分析第二代非支配排序遗传算法(NSGA-II)存在的问题和改进方向,对交叉概率按照全局收敛、多样性保持、局部收敛三个阶段调整,并通过测试函数证明调整策略的有效性。在仿真环境中搭建仿真样机;根据优化目标参数的需求选择用于采集仿真样机运动状态的传感器;由设计好的振荡器数学模型、耦合关系以及映射函数,构建机器人控制器;构建监视器用于复位仿真平台中仿真样机的运行环境;通过文件实现优化算法与仿真样机在不同进程之间的数据交互;通过信号同步保证数据能够准确的交互;以速度的倒数、顿挫值、颠簸值三个目标,分别使用多目遗传算法和单目标遗传算法进行仿真优化。最后,在实验样机上搭建数据采集装置;通过距离传感器采集位移信息,除以采样时间得到平均速度;通过加速度计获取前进方向和竖直方向的加速度值,对其绝对值积分后求平均来分别表示顿挫值和颠簸值;通过实验与仿真结果的比较,验证两种优化方法的有效性。实验证明,速度性能提升11.63%,顿挫程度和颠簸程度均有优化。

关键词：多目标优化六足机器人中枢模式发生器步态规划联合仿真

来源：评论

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自修复神经元网络建模与FPGA硬件实现

自修复神经元网络建模与FPGA硬件实现

引用

作者：李畅天津大学

学位级别：硕士

中枢模式发生器(Central Pattern Generator,CPG)是脊椎动物以及无脊椎动物节律性运动产生和调节的基础,具备在干扰和噪声普遍存在的真实外部环境下自发产生节律性输出的能力。作为生物神经元网络,CPG突出的鲁棒性与自修复能力为基于类... 详细信息

中枢模式发生器(Central Pattern Generator,CPG)是脊椎动物以及无脊椎动物节律性运动产生和调节的基础,具备在干扰和噪声普遍存在的真实外部环境下自发产生节律性输出的能力。作为生物神经元网络,CPG突出的鲁棒性与自修复能力为基于类脑计算的仿生机器人运动控制提供了新的思路。虽然多种类型的CPG模型被建立用于复现节律性信号,然而这些已有模型均不易于体现出节律性输出的鲁棒性和自我修复能力,其潜在的机制有待深入研究。近些年的研究表明星形胶质细胞在神经系统自修复功能方面起着重要作用。因此,本文提出了一种新颖的基于星形胶质细胞-神经元自修复机制的CPG模型,通过引入随机突触输入和“错误”突触的存在等因素,捕获CPG节律性输出行为的上述两个特征,探讨了改进CPG模型的自修复机制;实现了基于FPGA的自修复CPG实时仿真平台架构,评估并验证了该平台的鲁棒性和自修复性。首先,为评估该自修复网路的鲁棒性,本文通过引入基于概率的外部突触模型模拟随机环境,对比在外部随机刺激下有无星形胶质细胞的CPG网络输出特性。研究发现,来自星形胶质细胞的间接反馈信号能够通过调节突触传递概率最小化随机输入所带来的不利影响,从而提高CPG抵御外界刺激的能力。其次,为研究星形胶质胶质细胞对于CPG节律的自修复作用,本文通过将连接到CPG神经元的外部突触置为不同的故障率,分析不同故障率下CPG网络的放电情况及外部突触动态特性。研究发现,星形胶质细胞会减弱由于突触故障造成的CPG系统损失,并且能够在故障率较低的情况下修复网络输出节律。最后,基于FPGA提出了一种新颖的基于星形胶质-神经元自修复机制的CPG硬件仿真平台,并实现了该改进的CPG模型。该系统为研究具有自修复功能的运动控制系统的机制提供了更加接近真实神经网络的可视化平台。在设计中将乘法器代替为逻辑移位与加减,显著降低了硬件资源消耗与计算复杂度,为扩展更贴近生理的大规模自修复CPG网络提供了很好的思路,该平台对于实现类脑仿生运动控制器也具有重要的参考价值。

关键词：星形胶质细胞三方突触中枢模式发生器自我修复鲁棒性 FPGA

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