美国物理研究所 日本和意大利的研究人员正在拥抱混沌和非线性物理学，为微型机器人创造昆虫般的步态——配有运动控制器，提供脑机接口
他们的实验机器人视图及其步态的耦合方案
信用:Ludovico Minati 日本和意大利的研究人员正在拥抱混沌和非线性物理学，为微型机器人创造昆虫般的步态——配有运动控制器，提供脑机接口
生物学和物理学渗透着从根本上建立在非线性物理学基础上的普遍现象，它启发了研究者的工作
在《混沌》杂志上，该小组描述了使用罗斯勒系统(一个由三个非线性微分方程组成的系统)作为中央模式发生器(CPGs)的构建模块来控制机器人昆虫的步态。
东京理工大学和特伦托大学的卢多维科·米蒂说:“潜在现象的普遍性使我们能够证明，运动可以通过罗斯勒系统的基本组合来实现，这是混沌系统历史的基石。”
与同步相关的现象允许团队创建非常简单的网络来产生复杂的节奏模式
“这些网络，CpG，是自然界中任何地方的腿运动的基础，”他说
研究人员从一个最小网络开始，其中每个实例都与一条腿相关联
改变步态或创造一个新的步态可以通过简单地对耦合和相关的延迟进行小的改变来实现
换句话说，不规则性可以通过使单个系统或整个网络更加混乱来增加
对于非线性系统，输出的变化与输入的变化不成比例
这项工作表明，罗斯勒系统除了许多有趣和复杂的特性之外，“还可以成功地用作构建昆虫机器人生物感应运动控制器的基底，”米蒂说
他们的控制器是用脑电图来实现脑机接口的
“一个人的神经电活动被记录下来，相位同步的非线性概念被用来提取一个模式，”米蒂斯说
“然后，这种模式被用作影响罗斯勒系统动力学的基础，该系统为昆虫机器人生成行走模式
" 研究人员两次挖掘了非线性动力学的基本思想
“首先，我们用它们来解码生物活性，然后以相反的方向产生生物激发活性，”他说
这项工作的关键含义是，它“展示了非线性动力学概念的普遍性，如罗斯勒系统的能力，这通常是在抽象的场景中研究的，”米蒂说，“但在这里被用作产生生物学上合理的模式的基础。”
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