基于bci壁虎动物机器人遥控刺激系统的研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文摘要壁虎动物机器人是利用壁虎在天花板和墙壁上的运动能力，来弥补壁虎仿生机器人在机动性和适应性方面的不足。其研究工作可以分为两部分：寻找壁虎脑部运动代表区，制导其运动行为；在此基础上研制无线遥控刺激系统。本文进行了一套壁虎动物机器人遥控刺激系统的方案设计，并完成相应的软硬件设计。该遥控刺激系统基于脑-机接口技术，分为控制平台和刺激器两大部分。控制平台是由PC机、微控制器和无线收发芯片组成，用于输入并发送指令。刺激器是由微控制器和无线收发芯片组成，放置在壁虎的背部，用于接收指令并产生刺激信号，刺激壁虎

2、运动，完成人工制导。本文首先介绍了国内外动物机器人及其遥控刺激系统的研究现状。在此基础上，设计得到一套壁虎动物机器人设计的遥控刺激系统设计方案。文章然后详细地介绍遥控刺激系统的软硬件设计工作。其中，硬件设计主要包括电源电路、串口通信电路、ATmega8的最小系统电路以及无线收发芯片外围电路。软件设计主要包括了PC机端的串口通信程序设计、无线通信的发送和接受程序设计以及信号发生器的程序设计。系统的改进工作主要包括无线通信芯片和刺激信号的改进。系统最终通过了动物活体实验。试验结果表明，该系统方便、实用。微刺激器接受到指令后，能产生

3、有效的刺激信号，控制壁虎动物机器人运动。控制平台的重量小，携带方便，适合野外作业。关键词：壁虎动物机器人，脑-机接口技术，遥控刺激系统，微控制器，无线收发芯片i基于BCI技术的壁虎动物机器人遥控刺激系统研究AbstractGeckoanimal-robotusesgecko’sabilitymovingontheceilingsandwallstomakeupforgeckobionicrobot’sdisadvantageinmobilityandadaptability.Theresearchongeckoanimal-r

4、obotcouldbedividedintotwoparts:findinggecko’sbrainfunctiontocontrolitsactionanddesigningaremotesimulatingsystem.Thisarticleprovidesaschemeoftheremotesimulatingsystem,andpresentsthemethodaboutitshardwareandsoftwaredesign.Thesystem,whichisbasedonBCI,couldbedividedinto

5、controllingplatformandmicro-stimulator.AndthecontrollingplatformmakesupofsPC,aMCUandawirelesstransceiverchiptotransmitthecommand.Themicro-stimulatormakesupofaMCUandaRFtransceiver,whichreceivesthecommandandmakeasimulatingsignaltoremotethegecko.Firstly,thethesisintrod

6、ucesthedevelopmentandcurrentsituationofanimal-robotanditsremotesystem,showstheschemeofgeckoanimal-robot.Thenhardwaredesignandsoftwaredesignofthesimulatingsystemareintroduced.Hardwaredesignincludesthepowercircuit,serialcommunicationcircuit,thesmallestsystemofATmega8a

7、ndtheexternalcircuitofRFTransceiver.Serialcommunicationprogram,wirelessreceivingprogram,wirelesstransmittingprogramandtheprogramtoproducethesimulatingsignalareintroduced.Atthesametime,theworkonimprovementsofthewirelesscommunicationandthesimulatingsignalareintroduced

8、.Finally,thethesisshowstheperformanceofthesystemintheexperiments,getsasummaryandpresentsthefuturework.Theexperimentstestifiedthattheremote