软体动物滚动波CPG

单神经节驱动

揭示海兔足波由单个中枢模式发生器控制，不同于环节动物和脊椎动物的多CPG分段耦合机制，为无脊椎动物运动控制提供新见解。

Wang, Hui · Yu, Ke · Yang, Zhe · Zhang, Guo · Shi-Qi, Guo · Wang, Tao · Liu, Dan · Jia, Nan · Yi-Tong, Zhang · 苏岩 · 刘毅 · Weiss, Klaudiusz R. · 刘峰 · Cropper, Elizabeth C. · Yu, Quan · 江静

Research 2023

技术优势

单个CPG即可产生波

海兔足波由单一CPG产生，无需分节神经系统的多CPG耦合，简化了对轴向运动的神经控制模型。

相位由不同中间神经元分工

两类中间神经元分别驱动相位Ⅰ和相位Ⅱ：Ⅰ类在相位Ⅰ活动并参与模式生成，Ⅲ类在相位Ⅱ活动并投射至对侧神经节，实现双侧协调。

电耦合协调同步放电

共同活动的P1神经元倾向于电耦合，确保同一相位的神经元同步放电，增强运动输出的时空一致性。

应用场景

• 仿生机器人：仿海兔足波设计无肢体的滚动运动控制算法，用于软体机器人的波浪推进。
• 软体机器人：借鉴单神经节产生全身波的机制，简化软体机器人分布式控制的硬件与算法。
• 神经接口：利用鉴定的相位特异性神经元作为靶点，开发与运动节律同步的神经刺激接口。