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專業(yè)技術(shù)人員繼續(xù)教育培訓(xùn)學(xué)習(xí)心得
從某件事情上得到收獲以后,可以通過(guò)寫心得體會(huì)的方式將其記錄下來(lái),這樣就可以總結(jié)出具體的經(jīng)驗(yàn)和想法。是不是無(wú)從下筆、沒有頭緒?以下是小編整理的專業(yè)技術(shù)人員繼續(xù)教育培訓(xùn)學(xué)習(xí)心得,歡迎大家分享。
通過(guò)學(xué)習(xí)吳偉國(guó)老師主講的《仿生原理與仿生機(jī)械概論》,對(duì)探討工業(yè)仿生機(jī)器人應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、科研實(shí)驗(yàn)等實(shí)際操作任務(wù)前應(yīng)具備的基礎(chǔ)理論和技術(shù),如工業(yè)仿生機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、工業(yè)機(jī)器人樣機(jī)或本體產(chǎn)品的物理參數(shù)識(shí)別、末端操作器操作軌跡規(guī)劃、各種控制方法與技術(shù)等內(nèi)容進(jìn)一步掌握。學(xué)習(xí)涉及到機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、理論力學(xué)、自動(dòng)控制理論基礎(chǔ)、線性代數(shù)、機(jī)電一體化等機(jī)械工程類大學(xué)本科所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課程的知識(shí),使自己對(duì)仿生機(jī)器人控制的實(shí)際應(yīng)用有了更全面、更深入的認(rèn)識(shí)和理解,尤其對(duì)機(jī)器人控制在原理、結(jié)構(gòu)級(jí)成及控制策略上加深了理解,理論上得到了提高,下面就具體談?wù)剬W(xué)習(xí)上的一些體會(huì):
一、仿生機(jī)械與仿生機(jī)器人技術(shù)進(jìn)展
1.仿生機(jī)械與仿生機(jī)器人主要的基礎(chǔ)問題
仿生學(xué)[bionics,biomimetics]以在自然界中生存的、經(jīng)過(guò)數(shù)十億萬(wàn)年長(zhǎng)期進(jìn)化的生物為研究對(duì)象,研究生物系統(tǒng)機(jī)能、結(jié)構(gòu)、能量、信息機(jī)制等問題,并利用研究中獲得的知識(shí)去解決工程問題的分支科學(xué)。研究模仿生命系統(tǒng)功能的系統(tǒng)的科學(xué)。
機(jī)器人[android,automaton,robot]ISO定義:是一種自動(dòng)的、位置可控的、具有編程能力的多功能機(jī)械手,這種機(jī)械手具有幾個(gè)軸,能夠借助于可編程操作來(lái)處理各種材料、零件、工具和專用裝置,以執(zhí)行各種任務(wù)。工業(yè)機(jī)器人!
機(jī)器人(1)像人或人的上肢,并能模仿人的動(dòng)作;(2)具有智力或感覺與識(shí)別能力;(3)是人造的機(jī)器或機(jī)械裝置。
仿生機(jī)械研究的特點(diǎn)與難點(diǎn)
復(fù)雜靈活的運(yùn)動(dòng)機(jī)能、天然合理的體能與形體設(shè)計(jì)、控制靈活/柔軟、環(huán)境適應(yīng)性、快速反應(yīng)能力、損傷再生能力、復(fù)雜的群體社會(huì)行為這些都是目前仿生機(jī)器人研究中所要面對(duì)的難點(diǎn)。
仿生機(jī)械與生物對(duì)比存在的問題(1)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
首先是驅(qū)動(dòng)器的重量/性能比同生物的筋肉相比小。鳥類和哺乳類生物平均單位筋肉的有效功率約為200W/kg;單臺(tái)小型大扭矩型DC電機(jī)約為550W/kg。但實(shí)際上,為適應(yīng)于關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)的角速度,加上減速齒輪、諧波減速器驅(qū)動(dòng),就變?yōu)?10W/kg左右,遠(yuǎn)不及動(dòng)物的筋肉程度。再加上電源系統(tǒng)來(lái)比較差別就更大了。昆蟲跳躍時(shí)瞬時(shí)功率,狍子競(jìng)達(dá)2800W/kg。它不單純是筋肉瞬間收縮,還依賴于事前蓄積的彈性能的急劇釋放。在高溫高壓下進(jìn)行燃燒的引擎的重量/功率比可以達(dá)到同肌肉相當(dāng)?shù)某潭。但是從小型化和控制方面?lái)看不適于機(jī)器人。使用電機(jī)作驅(qū)動(dòng)源很難達(dá)到與動(dòng)物同等運(yùn)動(dòng)性能的目標(biāo)。因此,M.H.Raibert在研究模仿動(dòng)物動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)時(shí)他的單腿跳躍機(jī)器人采用液壓驅(qū)動(dòng)解決了問題。
(2)能量
目標(biāo)軌跡追蹤控制或者力矩(轉(zhuǎn)矩)控制是目前多被用于機(jī)器人的控制手法?墒,伴隨著軌跡準(zhǔn)確追蹤能被實(shí)現(xiàn)的另一方面,電機(jī)消耗能量成為大問題。高密度的電池開發(fā)正在進(jìn)行,但是能夠保證正常工作時(shí)間的很少。生物的運(yùn)
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動(dòng)巧妙地利用重力和共振,從而減少其能量消耗。它不單單是驅(qū)動(dòng)各關(guān)節(jié),有時(shí)是非驅(qū)動(dòng)的,利用重力等外力幾乎使之自由運(yùn)動(dòng),通過(guò)共振作用來(lái)增加振幅。有人將這些原理的機(jī)構(gòu)及控制手法應(yīng)用于機(jī)器人,研究并實(shí)現(xiàn)高效率運(yùn)動(dòng)控制。例如,就雙足步行動(dòng)作,McGeer制作了沒有驅(qū)動(dòng)器的步行機(jī),實(shí)現(xiàn)了一邊下坡一邊步行動(dòng)作。此外,這種被動(dòng)步行(PassiveWalking)、在關(guān)節(jié)施加一定的力矩時(shí)的步幅的變化、以及周期性的Chaos變化等也被研究了。
(3)機(jī)構(gòu)
動(dòng)物的筋肉收縮時(shí)作為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工作,伸展時(shí)僅作為彈性要素被動(dòng)工作。因此,不總是主動(dòng)控制/驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié),有時(shí)利用重力等自由運(yùn)動(dòng)來(lái)減少能量損耗!窬哂信c動(dòng)物的筋肉產(chǎn)生相同的驅(qū)動(dòng)力矩、而且非驅(qū)動(dòng)時(shí)完全自由動(dòng)作等特性的驅(qū)動(dòng)器重量將變得很重離合器。此外,動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)與被形態(tài)和重力支配的機(jī)構(gòu)固有振動(dòng)模型有相當(dāng)大的關(guān)系。因此,關(guān)于動(dòng)物有利于其運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)(長(zhǎng)度、質(zhì)量分布)的報(bào)告出現(xiàn)了。其中指出,有關(guān)人與猴子在軀體與腳長(zhǎng)比、質(zhì)量分布等數(shù)據(jù)表明:人易于雙足步行,而猴子更易于攀援樹枝。對(duì)于機(jī)器人也同樣,也需要實(shí)現(xiàn)目標(biāo)動(dòng)作的合理質(zhì)量分布。因此,用較少的能量,既可準(zhǔn)確控制又能劣驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)控制的機(jī)器人是可能的。但是,驅(qū)動(dòng)器的質(zhì)量、及其搭載性問題等。
(4)柔軟性
生物的關(guān)節(jié)以及骨骼在生物與物體發(fā)生撞擊時(shí),能起到減緩沖擊力,吸收能量的作用。用金屬做成機(jī)器人的情況下,要想使其自身來(lái)具有這樣的緩沖特性是很難的,雖然可以通過(guò)阻抗控制讓各驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)具有任意的動(dòng)態(tài)特性的方法來(lái)解決,但從采樣實(shí)時(shí)等方面來(lái)看,對(duì)于造成沖擊的外力很難得到充分的響應(yīng)特性。此外,與采用柔軟材料可以減緩沖擊力的優(yōu)點(diǎn)相反,因?yàn)槿彳洸牧系男巫儯陨砦恢每刂朴肿兊檬掷щy。
(5)控制
控制對(duì)象通常為多桿件系統(tǒng),不只非線性強(qiáng),而且在與環(huán)境接觸的情況下,系統(tǒng)桿件結(jié)構(gòu)也發(fā)生變化。例如,體操比賽和跳高比賽,運(yùn)動(dòng)員跳向空中時(shí)刻,來(lái)自環(huán)境的約束沒有了,系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化了。還有,運(yùn)動(dòng)員在空中進(jìn)行姿勢(shì)控制時(shí),結(jié)構(gòu)上為劣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。在這樣的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)中,系統(tǒng)具有的特性發(fā)生了很大的變化,因此其控制方法也需要相應(yīng)地改變。諸如跳躍的體育機(jī)器人
仿生機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)控制的必要性完全靠基于模型的控制方法是很難達(dá)到面向復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境的仿生機(jī)器人的柔軟、靈活的控制目的。
(1)多輸入多輸出(Multi-I/O)問題
(2)內(nèi)部模型的構(gòu)筑(非線性、桿件結(jié)構(gòu)的變化)(3)劣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(被動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng))(4)較大的搜索次數(shù)
(5)環(huán)境部分觀測(cè)的馬爾可夫決定過(guò)程(6)穩(wěn)定性,Robust的評(píng)價(jià)方法(7)復(fù)雜行為的實(shí)現(xiàn)方法
二、仿生學(xué)研究中生物運(yùn)動(dòng)形態(tài)與力學(xué)原理
仿生學(xué)的力學(xué)原理腿式行走生物的穩(wěn)定性與力學(xué)1.雙足步行的機(jī)構(gòu)、力學(xué)、穩(wěn)定性與控制2.四足步行步態(tài)、穩(wěn)定性與力學(xué)3.六足昆蟲的自律步行原理與控制4.腿跳躍式行走的力學(xué)原理
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5.翔的性:翼的形狀、與空推力學(xué);胴體雙足步行機(jī)器人機(jī)構(gòu)
雙足步行機(jī)器人本體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的問題
(1)便于運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和控制盡可能將運(yùn)動(dòng)分解成獨(dú)立的Sagittal平面和Lateral平面內(nèi)運(yùn)動(dòng);(2)步行控制時(shí)可以最大限度地選擇著地點(diǎn)從腳底來(lái)看期望慣性矩盡可能地小。慣性小時(shí),可以快速邁動(dòng)抬離地面的腳(游腳),而且邁腳時(shí)的動(dòng)態(tài)影響也小?焖贁[動(dòng)游腳與高速動(dòng)步行相關(guān);(3)關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及機(jī)器人的整體剛度要好;(4)較大的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)范圍,等等。
四足步行步態(tài)、穩(wěn)定性與力學(xué)
間歇小跑步態(tài)”是高速四足步行機(jī)器人的最優(yōu)步態(tài)從步態(tài)規(guī)劃的角度來(lái)看,“間歇小跑步態(tài)”也是有利的。這正如后面所述的那樣,因?yàn)椤伴g歇小跑步態(tài)”能夠同時(shí)得到相對(duì)的兩腳的著地點(diǎn)相同狀態(tài)(同時(shí)起落)。另外,從安全性角度來(lái)看,“間歇小跑步態(tài)”也是優(yōu)越的。為使機(jī)器人實(shí)用化,不只是實(shí)驗(yàn)室這樣的理想環(huán)境下的穩(wěn)定性,在有凸凹不平、外力等未知外部繞亂之類的環(huán)境下也需要有持續(xù)的步行能力。這樣,即使未知因素導(dǎo)致步行中平衡遭到破壞的非常事態(tài),也能期望通過(guò)讓處在游腳狀態(tài)的腳著地來(lái)完全回避跌倒的發(fā)生。間歇小跑步態(tài)在2腳支撐期間,對(duì)于兩著地點(diǎn)的連線無(wú)論哪一側(cè)平衡遭到破壞都有防止跌倒的游腳,可以認(rèn)為是安全步態(tài)。根據(jù)上述理由,可以認(rèn)為間歇小跑步態(tài)是高速的四足步行機(jī)器人最優(yōu)步態(tài)。
飛翔的運(yùn)動(dòng)性鳥、昆蟲等小型生物高飛行性能的機(jī)制
生物體的大小與飛行特征的關(guān)系:給出了生物體大小與前進(jìn)速度間的關(guān)系。由圖中可以看出,生物體越小則其前進(jìn)速度V減小。因此,前進(jìn)速度可由重量W,翼面積S的實(shí)測(cè)值推定出來(lái)。搖搖晃晃飛行所需的能量,也能從搖搖晃晃飛行到前進(jìn)飛行,而且可以較寬速度范圍進(jìn)行飛行。前進(jìn)飛行中,昆蟲翼的對(duì)氣速度大大偏離于在翅膀動(dòng)作效果下前進(jìn)速度,翼產(chǎn)生的升力也常常不能垂直向上,概念升阻比:升力與阻力的比。升力是與翼運(yùn)動(dòng)方向垂直的力,是與能量消耗無(wú)關(guān)的力。阻力是與翼的運(yùn)動(dòng)平行的力,伴隨著能量消耗。我們期望的翼應(yīng)該是:盡可能在較小的能量消耗下,產(chǎn)生盡可能大的升力(即有效的飛行力)。所以,具有高升阻比的翼既是高性能的翼。結(jié)論:綜上所述,薄的、具有鋸齒狀斷面的翼具有較高的升阻比,剛度也高。這樣斷面形狀的翼也正是昆蟲的翼的形狀。
飛翔生物的神經(jīng)系統(tǒng)(控制系統(tǒng))、感知器(測(cè)控系統(tǒng))、筋肉(動(dòng)力源)在工學(xué)領(lǐng)域也是具有相當(dāng)大研究魅力的課題,正在不斷取得進(jìn)展。只有在完全弄清楚生物飛行的各個(gè)方面的機(jī)理,才能制作出不亞于生物的機(jī)器。三、仿生學(xué)研究中從生物學(xué)到的設(shè)計(jì)技術(shù)
為了人工再現(xiàn)生命系統(tǒng),就必須實(shí)現(xiàn)部分的綜合化。復(fù)雜性的科學(xué)或許能夠?qū)Υ藛栴}給與一些解釋。目前,在探索生命奧秘的研究上,許多學(xué)者把生命現(xiàn)象完全寄托在基因組解明上,而與此相反,美國(guó)華盛頓大學(xué)的J.Bassingthwaighte教授則提倡生理機(jī)能測(cè)定上的Physiome概念,他認(rèn)為生命現(xiàn)象應(yīng)該在生理學(xué)上尋求答案。Physiome的中心思想是綜合各個(gè)層次的研究,然后搞清楚整體機(jī)能。這一學(xué)已經(jīng)萌芽,并且已開始就把握住住綜合研究生命系統(tǒng)的問題,已成為二十一世紀(jì)的重要方向。
1.從細(xì)胞學(xué)到的微化學(xué)分析
FIA裝置與混合反應(yīng)器、微型攪拌機(jī)、由微混合器的化學(xué)分析。
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作為物質(zhì)生產(chǎn)裝置的生物生物制造工程新開端生物工業(yè)的發(fā)展與人類的需求:理想的人工腸道系統(tǒng):2.自修復(fù)性與自修復(fù)機(jī)械
生命系統(tǒng)可以看作是許多被稱為細(xì)胞的均質(zhì)要素(可以看作“機(jī)械單元”)構(gòu)成的分散型機(jī)械系統(tǒng)。因此,日本學(xué)者村田志(Murada)研究由概念性地模擬細(xì)胞的“單元”集合而成的自重構(gòu)的可變機(jī)械,他指出這種機(jī)械可以自裝配、自修復(fù)。他提出了一種全新概念的機(jī)械系統(tǒng),實(shí)驗(yàn)性地給出這種系統(tǒng)的可行性,進(jìn)一步地用計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證了系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)?梢哉f(shuō)是生命系統(tǒng)的特征能夠在工學(xué)上實(shí)現(xiàn),也預(yù)示了適應(yīng)進(jìn)化系統(tǒng)的可能性。分散型機(jī)械系統(tǒng)的研究實(shí)例、自重構(gòu)可變機(jī)械和自修復(fù)、自重構(gòu)可變機(jī)械和自修復(fù)、自重構(gòu)可變機(jī)械的單元、自裝配的軟件。
大規(guī)模系統(tǒng)的自裝配和自修復(fù)
通過(guò)均質(zhì)的機(jī)械單元的集合能夠?qū)崿F(xiàn)型的自裝配和自修復(fù)。當(dāng)然,“形狀”是伴隨著機(jī)械所擁有的機(jī)能的,僅此距離現(xiàn)實(shí)的(能夠自裝配自修復(fù))的“機(jī)械”還相差很遠(yuǎn)。均質(zhì)-分散型單元機(jī)械還面臨著許多難題,但是,如果說(shuō)本來(lái)的研究目標(biāo)的話,那就是“適應(yīng)、進(jìn)化的系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)”。不僅是形狀,就連系統(tǒng)的機(jī)能也應(yīng)相應(yīng)于環(huán)境的變化形成具有系統(tǒng)自己期望的相應(yīng)機(jī)能的系統(tǒng)自己生成新的自我。自裝配和自修復(fù)還只是其第一步。
3.環(huán)境適應(yīng)性
支撐生物的構(gòu)造組織、生物體組織的適應(yīng)性、CellAutomatonModel(細(xì)胞自動(dòng)機(jī)模型)、構(gòu)造的自組織化Simulation、仿真結(jié)果、面向超級(jí)生物機(jī)械的實(shí)現(xiàn)。
從蚯蚓學(xué)到的“柔軟機(jī)械”的設(shè)計(jì)技術(shù)
“柔軟機(jī)械”與蚯蚓、蚯蚓的構(gòu)造、蚯蚓的行為、蚯蚓的學(xué)習(xí)、蚯蚓行為的電氣生理學(xué)解釋。以上從神經(jīng)生物學(xué)的角度匯總介紹了有關(guān)蚯蚓的行為及神經(jīng)回路的最近主要研究成果。通過(guò)早期的達(dá)爾文觀察,以及利用各種實(shí)驗(yàn)器具進(jìn)行的學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn),象蚯蚓這樣可能具有簡(jiǎn)單神經(jīng)系統(tǒng)的生物是否存在智能的疑問正在被逐步弄清楚。此外,作為制作能夠在現(xiàn)實(shí)世界空間移動(dòng)中進(jìn)行作業(yè)的機(jī)械思想的算法也被提出了。種種研究表明:能夠仿生研究出象蚯蚓自適應(yīng)環(huán)境那樣的自適應(yīng)型機(jī)械。
4.創(chuàng)造性通過(guò)RoboCup進(jìn)行的認(rèn)知機(jī)器人的學(xué)習(xí)與開發(fā)
認(rèn)知機(jī)器人學(xué)的設(shè)計(jì)論、RoboCup機(jī)器人行為學(xué)習(xí)、進(jìn)化、RoboCup的根本問題是多智能體的協(xié)調(diào)。迄今為止的強(qiáng)化學(xué)習(xí)的手法還只是在不存在其他能動(dòng)的智能體的簡(jiǎn)單作業(yè)下,能夠自律地構(gòu)成狀態(tài)空間。但是隨著維數(shù)的極度增加,并且環(huán)境中有對(duì)手的情況下,還難于直接應(yīng)用;诰W(wǎng)絡(luò)環(huán)境的移動(dòng)智能體機(jī)制及一個(gè)人援助為目標(biāo)的分散機(jī)器人統(tǒng)合法。
四、仿生學(xué)研究中的生物運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)與仿生運(yùn)動(dòng)控制
六足昆蟲機(jī)器人自律步行的力學(xué)原理與控制
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的理論體系是站在截取自然的某些片斷角度,在其狀況確定的情況下,追求自然規(guī)律。因此,在不可預(yù)測(cè)的環(huán)境變化下,不可能實(shí)時(shí)地進(jìn)行柔軟的運(yùn)動(dòng)控制等等。一方面,可以認(rèn)為生命系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)地進(jìn)行柔軟控制的方法。這個(gè)差別歸結(jié)為本質(zhì)上把不完全設(shè)定問題的課題作為完全設(shè)定問題來(lái)處理是否具有方法論的差異。在不可預(yù)測(cè)、復(fù)雜、變化的環(huán)境下為把不完全設(shè)定問題作為
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完全設(shè)定問題處理需要有把初始條件、參數(shù)、邊界條件能夠由系統(tǒng)自身自治地確定的機(jī)制;谶@種機(jī)制才能開始構(gòu)筑出生成信息智能性系統(tǒng)。迄今為止的控制理論都是以把某一系統(tǒng)放在某一給定環(huán)境時(shí)為實(shí)現(xiàn)給定機(jī)能的控制為目標(biāo)的。例如:諾爾伯特維納(NorbertWiener[1894-1964])的Cybernetics(控制論:1948年)認(rèn)為:“假設(shè)關(guān)于我們的狀況的變量有兩個(gè),其一是我們所不能夠控制的,而另一個(gè)是由我們能夠調(diào)節(jié)的;趶漠(dāng)時(shí)不能控制的變量的過(guò)去到現(xiàn)在的值,適當(dāng)?shù)剡x定可調(diào)節(jié)的變量的值,有希望給我們帶來(lái)我們所期望的最好狀況”,F(xiàn)代控制理論就是基于這一想法發(fā)展起來(lái)的,但其理論是以系統(tǒng)能夠得到的狀態(tài)空間是可控為前提才成立的。
無(wú)限定問題與生命系統(tǒng)
這里我們總結(jié)一下無(wú)限定問題中時(shí)時(shí)刻刻面對(duì)著的生命系統(tǒng)的特點(diǎn)。構(gòu)成生物的要素的數(shù)量同迄今為止工程上處理的任何系統(tǒng)相比都?jí)旱剐缘囟。人腦超過(guò)一千億以上。如果即使構(gòu)成人腦的各要素的力學(xué)方程式能夠?qū)懗,要素越多我們所能得到的信息就越有限,所以初始條件、各參數(shù)就不能完全確定出來(lái),此時(shí)就成為不完全設(shè)定問題。為了從“自他分離”以外的觀點(diǎn)來(lái)解決不完全設(shè)定問題,通過(guò)減少未知變量的數(shù)量、象規(guī)定參數(shù)那樣人為地把各種約束條件強(qiáng)加給系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成“完全系統(tǒng)”來(lái)求解。但是,在人腦這樣的系統(tǒng)中,從外部用非自治地施加約束條件的方法作為可規(guī)定的問題處理從觀測(cè)限度來(lái)看幾乎是不可能的。再者,生命系統(tǒng)本質(zhì)上就是不完全設(shè)定問題,否則就會(huì)存在不可能。
在不可預(yù)測(cè)的變化生命系統(tǒng)在被放置在某個(gè)環(huán)境中才開始有意義。因?yàn)榻o定的環(huán)境與生命系統(tǒng)融合在一起形成約束條件,生命系統(tǒng)能夠在給定的環(huán)境下養(yǎng)成自己與環(huán)境的關(guān)系。但是,所說(shuō)的生成的約束條件與環(huán)境給與生命系統(tǒng)全部要素的初始條件和參數(shù)是有本質(zhì)區(qū)別的。這是因?yàn)樯到y(tǒng)是“自己自言”(自我參照地)地生成約束條件的。
作為不完結(jié)系統(tǒng)的多形態(tài)回路
作為生命系統(tǒng)的控制系統(tǒng)最發(fā)達(dá)的就是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以說(shuō)是能夠?qū)?yīng)于從認(rèn)知到運(yùn)動(dòng)控制的各種各樣無(wú)限定問題的系統(tǒng)。
多形態(tài)回路是從上位神經(jīng)系統(tǒng)接受用受限物質(zhì)表示的少數(shù)自由度輸入,在這些輸入基礎(chǔ)上生成多樣的輸出樣本的信息生成系統(tǒng)
由實(shí)驗(yàn)結(jié)果匯總多形態(tài)回路的特點(diǎn)如下:1)神經(jīng)細(xì)胞的活動(dòng)具有內(nèi)因的馳緩振動(dòng)特性;
2)位相關(guān)系是由PostinhibitoryRebound特性引起的;
3)介入到多形態(tài)回路生成的是馳緩振動(dòng),輸出的猝發(fā)(Burst)沒有介入;
4)決定多形態(tài)性的是來(lái)自monoamine(一元胺,單胺:只含有一個(gè)胺原子團(tuán)的胺化合物,尤指作用于神經(jīng)傳遞的化合物)等的含有受限物質(zhì)神經(jīng)。步行樣本的Simulation和Robot在此就模型化的系統(tǒng)詳細(xì)考察、研究了當(dāng)目標(biāo)(約束條件)和環(huán)境變化時(shí)生成的步行樣本是如何變化的,并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較。所進(jìn)行的計(jì)算分以下四種情況:1)目標(biāo)速度變化的情況下;2)沿行進(jìn)方向負(fù)荷變動(dòng)的情況下(Loadeffect);3)肢體受到損傷的情況下(切斷Amputation);4)對(duì)四肢的運(yùn)動(dòng)施加外部擾動(dòng)的情況下(Stability)。
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