可兴奋爬行

我们提出并分析了一种尖峰控制器用于工程化软体机器人爬行器的运动。受FitzHugh-Nagumo神经兴奋性模型的启发，我们设计了一个双稳态控制器，具有电触发器电路表示，当与被动爬行器力学耦合时，能够按需产生尖峰。来自爬行器力学的本体感觉信号将控制器的双稳态转变为节律性尖峰。输出电压进而激活爬行器的执行器，通过蠕动波产生运动。我们通过几何分析表明，这种控制策略实现了内源性爬行。机电感觉运动互连提供了具身负反馈调节，促进了运动。量纲分析提供了对爬行器机械和电气动力学中特征尺度的洞察，以及它们如何决定爬行步态。可以设想对电气尺度进行自适应控制以最优匹配机械尺度，从而实现更高的效率，如同神经元电路的自稳调节。我们的方法可以扩展到受生物中枢模式发生器启发的多个感觉运动环路。