Carp aquatic animal robot behavior control method of the invention discloses a photoelectric stimulation combining the carp by dipping anesthesia; positioning and navigation using CT and magnetic resonance, the self-made electrical stimulation device is fixed on the head with carp; the self-made light stimulation device is fixed on the head with carp; through the console to electrical stimulation equipped with light stimulation apparatus transmits electrical signals; in a dark environment, light stimulation and electrical stimulation alternately or combined to control the robot's movement under water carp. This invention solves the problem that the single model stimulates the animals easily to cause fatigue and adaptability, and the long time electrical stimulation causes damage to the brain tissue.
【技术实现步骤摘要】
一种光电刺激相结合的鲤鱼水生动物机器人行为控制方法
本专利技术涉及生物控制领域,尤其是一种将光刺激与电刺激相结合控制鲤鱼水生动物机器人运动行为的方法。
技术介绍
人类对动物进行生物行为控制是当今世界一个崭新的高科技前沿领域,通过对动物行为的有效控制可执行多种任务,可以应用于灾难搜救、环境监测、水下勘探、海洋生态环境研究等民用及军事应用领域,是具有潜在的广泛应用前景的重要领域。2002年,美国纽约州立大学将微电极植入鼠脑,成功研制出基于奖赏机制的机器人大鼠,通过电信号编码控制其前进、左转、右转、越过障碍物或攀缘等;2006年美国《新科学家》周刊报道,美国国防部高级研究计划署将电极植入鲨鱼脑中,刺激大脑功能区,远程控制鲨鱼活动,将鲨鱼改造成“秘密间谍”跟踪船只;2009年,日本对硬骨鱼类的中脑进行了研究,通过刺激器刺激金鱼中脑内侧纵束核,成功实现了控制其前进和转向运动。在我国山东科技大学首先研制成功了基于奖赏机制的小白鼠机器人,成功遥控控制其左右转、前进、转圈等动作,迈出了国内动物机器人研究的第一步。2007年,浙江大学开发出大鼠遥控导航及行为训练系统,实现了对大鼠的控制。2008年,南京航空航天大学研制了壁虎机器人。刺激是能引起细胞或组织发生反应的机体内外环境的变化。刺激的类型有多种,如机械、化学、温度、光、电等。神经在接受刺激时,在刺激部位产生的电位变化就会以一定的传播速度导向肌肉,引起肌肉的收缩与舒张,进而产生不同的动作,此为动物产生运动行为的神经生物学原理。鱼脑中有控制运动的神经中枢,运动中枢对骨骼肌的紧张性有调节作用。所以,人类可以通过生成模拟电刺激 ...
【技术保护点】
一种光电刺激相结合的鲤鱼水生动物机器人行为控制方法,其特征在于,所述方法步骤如下:步骤1,取健康成年鲤鱼,体重为1.03±0.14kg,体长为32.16±1.05cm(吻部到最后一片鱼鳞的长度为体长),将鲤鱼置于0.36g/L丁香酚溶液中进行药浴麻醉;步骤2,将麻醉后的鲤鱼放在脑立体定位仪上固定,利用电子计算机断层扫描(Computed Tomography,CT)及磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)进行定位与导航,借助数显式脑立体定位仪将含有脑刺激电极的电刺激搭载装置固定在鲤鱼头部;步骤3,将光刺激搭载装置固定在鲤鱼头部,所述光刺激搭载装置的LED灯光源为红光或白光;步骤4,将控制台通过导线与电刺激搭载装置和光刺激搭载装置相连接,并向两个装置传输电信号;步骤5,将鲤鱼机器人放入实验水池中,待其苏醒后,在暗光环境下进行实验,交替进行光刺激与电刺激或将两者同时进行刺激来控制鲤鱼机器人的水下运动,并记录鲤鱼机器人对刺激发生反应的电学参数和时间参数。
【技术特征摘要】
1.一种光电刺激相结合的鲤鱼水生动物机器人行为控制方法,其特征在于,所述方法步骤如下:步骤1,取健康成年鲤鱼,体重为1.03±0.14kg,体长为32.16±1.05cm(吻部到最后一片鱼鳞的长度为体长),将鲤鱼置于0.36g/L丁香酚溶液中进行药浴麻醉;步骤2,将麻醉后的鲤鱼放在脑立体定位仪上固定,利用电子计算机断层扫描(ComputedTomography,CT)及磁共振成像(MagneticResonanceImaging,MRI)进行定位与导航,借助数显式脑立体定位仪将含有脑刺激电极的电刺激搭载装置固定在鲤鱼头部;步骤3,将光刺激搭载装置固定在鲤鱼头部,所述光刺激搭载装置的LED灯光源为红光或白光;步骤4,将控制台通过导线与电刺激搭载装置和光刺激搭载装置相连接,并向两个装置传输电信号;步骤5,将鲤鱼机器人放入实验水池中,待其苏醒后,在暗光环境下进行实验,交替进行...
【专利技术属性】
技术研发人员:彭勇,韩晓晓,刘洋,苏佩华,王婷婷,王丽娇,张凡,周向前,苏洋洋,
申请(专利权)人:燕山大学,
类型:发明
国别省市:河北,13
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