Excitable crawling

我们提出并分析了使用脉冲控制器来设计软体机器爬行器运动的适用性。我们受到神经兴奋性的FitzHugh-Nagumo模型的启发，设计了一个双稳控制器，并用电子触发器电路表示，当与被动爬行器机械耦合时，能够按需产生脉冲。来自爬行器机械的本体感觉信号将控制器的双稳态转化为节律性脉冲。反过来，输出电压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。电-机械感觉运动互连提供了体内负反馈调节，促进了运动。尺度分析提供了有关爬行器机械和电气动力学特征尺度以及它们如何确定爬行步态的见解。可以设想通过自适应控制电气尺度以最佳匹配机械尺度，实现进一步的效率，就像神经元电路的稳态调节一样。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循环。

本论文旨在探讨使用脉冲控制器来控制软体机器爬行器的适用性。研究人员试图通过电气翻转电路来实现脉冲控制，从而生成适时的脉冲信号来激活爬行器的执行器，从而实现通过蠕动波产生运动的爬行。

论文的关键思路是使用脉冲控制器来实现软体机器爬行器的运动。通过将机械和电气元件相结合，使得机器的运动可以通过电气信号来控制，从而实现了机械和电气元件之间的负反馈调节。

论文使用了几何分析来证明该控制策略实现了内源性爬行。通过尺度分析，论文提供了有关机械和电气动力学特征尺度的洞察，并阐明了这些特征尺度如何决定爬行步态。此外，该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循环。

在这个领域中，最近的相关研究包括：《Soft Robot Modeling and Control with Deep Learning》、《Design and Control of a Soft Robotic Arm with Fluidic Actuators》、《A Bio-Inspired Soft Robot Using Soft Pneumatic Actuators》等。