能够像壁虎一样在地面、墙面和天花板等表面运动的可控移动系统在反恐、搜救、狭小空间检测、安全保卫、航空宇航和城市服务业中具有广泛而迫切的需求。项目建立了规范的实验动物实验室饲养体系;研究了壁虎运动仿生所需要的生物神经信息学、运动力学协调等基础问题。建立了大壁虎脑立体定位的方法和定位仪;确定了部分运动行为的空间编码,得到大壁虎部分中脑的功能图谱;实现了对大壁虎左右转向和起停运动行为的调控。创建全空间3维动物运动力学测试实验和观测系统,获得壁虎全空间运动生物力学的信息,揭示壁虎脚趾和脚掌对接触的精细感知和壁虎对运动反力的调控规律;建立了力学模型,预测和实验结果吻合良好。该工作为仿壁虎机器人的机构和控制设计有深度的启发。受壁虎运动行为、运动力学和运动神经信息学研究的启示,设计研制了多款杆机构机器人、发展了IPMC智能驱动材料、研制了多种刚毛阵列、探索3维力反馈为基础的仿生机器人。项目为特种机器人学、神经信息学、运动生理学等相关学科的交融和交叉发展奠定了基础。在壁虎运动控制和运动力学方面的研究有创新。
英文主题词wall-climbing robot; biological robot; gecko; nerve-informatics; bionic mechanism