通过神经机械调整实现鲁棒的纵向 locomotion 于耗散介质中

耗散环境在自然界中随处可见，从微观游泳者在低雷诺数流体中到宏观动物在摩擦介质中。本研究受 {\it Caenorhabditis elegans} 在游泳和爬行 locomotion 中各种行为的启发，考虑一种带有内部节律性神经模式发生器的细长弹性 locomotor 的数学模型。通过对模型进行动力学系统分析并采用 Poincaré 截面，我们发现对环境进行局部神经机械调整可创造鲁棒的纵向 locomotion。这种进步行为作为广泛参数区域内的全局稳定周期轨道出现。进一步，通过控制机械感应，我们能够设计动力学系统以实现进动、逆向和转向运动，以及看似随机的复杂行为，正如 {\it C. elegans} 中所观察到的那样。本研究发现的机制，以及我们从动力学系统视角所采用的方法，对解密复杂动物的适应行为以及设计针对各种耗散环境的自适应机器人具有重要意义。