踢控：将自组织机器人传感运动环路中涌现的吸引态用作运动基元

自组织机器人可能在传感运动环路内，即在神经活动、身体与环境变量的相空间中，发展出吸引态。在此设定下，不动点、极限环与混沌吸引子分别对应于静止不动的机器人、定向运动与不规则运动。因此，可使用简短的高阶控制指令将系统从一个自组织吸引子稳健地踢入另一吸引子的吸引盆中，这一概念在此称为踢控。在此语境下，各个传感运动态充当高度柔顺的运动基元。我们针对仿真与真实轮式机器人研究了踢控的不同实现方式，其中各独立车轮的动力学由局部反馈环路独立生成。反馈环路由速率编码神经元介导，这些神经元仅具有以车轮实际旋转角度投影形式给出的本体感觉输入。神经活动的变化随后通过类似于蒸汽机车传动杆的仿真传动杆转化为旋转运动。我们发现，自组织吸引子景观既可通过高阶控制信号（以踢控的精神）也可通过与环境的相互作用而变形。撞向墙壁会破坏对应于向前运动的极限环，其后果是动力学变量随后在相空间中被对应于向后运动的极限环所吸引。该机器人不配备任何距离或接触传感器，因而自主地反转方向。