利用LabVIEW和CompactRIO設計一個(gè)用于研究飛蟲(chóng)的機
我們設計了一種友好的GUI(圖形用戶(hù)界面),它為實(shí)驗者提供了必要的控制手段和信息,從而簡(jiǎn)化了多個(gè)硬件平臺上運行的代碼的復雜度(圖3)。這一功能在一些跨學(xué)科的應用中非常有效,能夠增進(jìn)生物學(xué)家、數學(xué)家、物理學(xué)家和工程師之間的密切合作。此外,LabVIEW代碼的模塊性和可移植性也使其能夠在實(shí)驗室之間被分享和重復利用。例如,在這一解決方案的定制化版本,運算模式可以被預先生成并且保存在U盤(pán)中,然后下載到實(shí)時(shí)控制器的RAM中,再傳輸到LED面板,以獲得更高的刷新率。
一個(gè)混合的自適應控制器
由于蒼蠅的部分神經(jīng)回路具有高度的可塑性,它可以被看作一個(gè)自適應控制器。通過(guò)使用新的仿生機器人平臺,我們能夠評估控制器在各種外部傳遞函數下的性能,這些傳遞函數幾乎能夠模仿出所有的蒼蠅的自然飛行環(huán)境,例如根據最靠近機器人的障礙物的位置來(lái)確定視覺(jué)場(chǎng)中的柵格的上下移動(dòng)。但令人驚訝地是,最接近于直覺(jué)的傳遞函數并不一定會(huì )獲得最佳結果。
LabVIEW 和 CompactRIO為構造這一包含活體昆蟲(chóng)并且允許我們進(jìn)行各種實(shí)驗的控制回路提供了理想解決方案。CompactRIO負責采集并生成各種適用不同工業(yè)標準的信號,并擴展了自定制的研究工具。另外,由于我們在計算機、實(shí)時(shí)控制器和FPGA上分別實(shí)現的應用程序是在同一個(gè)編程環(huán)境和開(kāi)發(fā)語(yǔ)言下完成的,這大大節省了我們的學(xué)習時(shí)間,提高了效率。此外,大量的附件產(chǎn)品和外接接口還為未來(lái)的擴展和適應性提供了巨大潛力。
Acknowledgements鳴謝
W 我們感謝Vasco Medici、Nicola Rohrseitz和Gilles Caprari幫助開(kāi)發(fā)機器人控制器。我們還感謝Jean-Christophe Zufferey 和Dario Floreano提供伊普克(e-puck)機器人,并且感謝Jan Bartussek幫助運行試驗以及感謝Moser幫助制作飛行視覺(jué)場(chǎng)。
References 參考資料
[1] Reiser MB, Dickinson M. A modular display system for insect behavioral neuroscience. J Neurosc Methods 2008;167:127–139.
[2] Graetzel CF, Medici V, Rohrseitz N, Nelson BJ, Fry SN. The Cyborg Fly: A biorobotic platform to investigate dynamic coupling effects between a fruit fly and a robot. IROS 2008 Sept;14-19.
本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/195140.htm
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