北京理工大学的科学家们在一篇研究论文中提出了一种利用红外信号进行远程信号输出控制的通用系统。
这项新的研究论文发表在2005年7月的《生化系统》杂志上，提出了一种集成了高精度数模转换器的系统，能够在规定的范围内产生定制的波形电刺激信号。在保持实时控制和动态参数调整的同时，提高了机器人昆虫运动控制的精度。实验验证了该系统的有效性。
电子刺激装置与昆虫的集成在机器人昆虫系统中具有巨大的应用潜力，特别是在环境监测、城市监控和救援任务等领域。“尽管与目前的机器人技术相比有相当大的优势，包括灵活性、耐用性和低能耗，但这种集成面临着一定的挑战，与长时间和重复的电刺激引起的电荷积累的潜在风险有关。”研究作者、北京理工大学教授赵杰亮解释说。为了解决这些挑战，本研究提出了一种使用红外信号进行远程信号输出控制的通用系统。实验结果表明，该系统产生的信号控制机器人昆虫转弯运动的成功率超过76.25%，高于已有报道的结果。此外，这些信号的电荷平衡特性可以最大限度地减少肌肉组织损伤，从而大大提高控制的可重复性。本研究为机器人昆虫的远程控制和监测提供了一种全面的解决方案，其灵活性和适应性可以满足各种应用和实验要求。该研究的作者表示:“这项研究为电子昆虫的远程控制和监测提供了一个全面的解决方案，其灵活性和适应性可以满足各种应用和实验要求。”
在一些研究中，双相信号被用于蟑螂的转向控制实验，与单相信号相比，双相信号的控制成功率更高。然而，对于双相电信号的控制电位，目前还缺乏深入的研究。“为了解决现有解决方案的局限性，本研究采用平衡电荷技术，并提出使用双相刺激信号来控制昆虫的运动。这种方法旨在减轻电刺激对昆虫感觉器官造成的累积损伤，从而提高机器人昆虫运动控制的稳定性和可靠性。”在实际演示中，马达加斯加嘶嘶蟑螂被用作活体昆虫平台。一个无线控制系统，作为一个“背包”，被安装在蟑螂的背部，进行转弯控制实验。通过背包的输出来刺激蟑螂的尾椎，从而诱导定向运动，从而证实了所提出系统的有效性。
本研究提出一种能产生高精度模拟讯号的半机械人昆虫运动控制系统。利用该系统研究了马达加斯加嘶嘶蟑螂的可靠转弯运动控制策略。总之，这种脑网络的电生理分析将为传统人类驾驶场景和自动驾驶场景下具有分心控制策略的驾驶辅助系统的进步和脑控系统的开发提供基础。本研究结果为进一步发展机器人昆虫运动控制系统和机器人昆虫无线控制机制奠定了坚实的基础。未来的工作可能会扩展所提出的昆虫无线控制系统的功能，将其修改为一个半机器人昆虫研究的高质量平台。此外，基于所提出的无线控制系统，还可以设计出适合不同寄主昆虫的无线控制背包。
论文作者:刘忠，顾永霞，于莉，杨翔，马志云，赵杰良，顾玉飞
国家重点研发计划项目(2021YFB3400200)、国家自然科学基金项目(52075038和52375282)、国家科技重大专项(SKS-2022031)和北京理工大学特聘青年计划项目(RCPT-20220005)资助。
这篇题为“电荷平衡双相电刺激控制电子昆虫的运动”的论文发表在2024年7月5日的《电子与仿生系统》杂志上，DOI: 10.34133/cbsystems.0134。
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希望本篇文章《双相电刺激驱动的半机械昆虫》能对你有所帮助！
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