Terrestrial cyborg insects were long discussed as potential complements for insect-scale mobile robots. These cyborgs inherit the insects' outstanding locomotory skills, orchestrated by a sophisticated central nervous system and various sensory organs, favoring their maneuvers in complex terrains. However, the autonomous navigation of these cyborgs was not yet comprehensively studied. The struggle to select optimal stimuli for individual insects hinders reliable and accurate navigations. This study overcomes this problem and provides a detailed look at the terrestrial navigation of cyborg insects (darkling beetle) by implementing a feedback control system. Via a thrust controller for acceleration and a proportional controller for turning, the system regulates the stimulation parameters depending on the beetle's instantaneous status. Adjusting the system's control parameters allows reliable and precise path-following navigations (i.e., up to ~94% success rate, ~1/2 body length accuracy). Also, the system's performance can be tuned, providing flexibility to navigation applications of terrestrial cyborg insects.


翻译:长时间以来,人们一直讨论将陆生机昆虫作为昆虫规模移动机器人的潜在补充物。这些机器人继承昆虫由精密的中枢神经系统和各种感官器官策划的杰出运动技能,有利于其在复杂地形中的操控。然而,尚未对这些机器人的自主导航进行全面研究。为个别昆虫选择最佳刺激物的努力妨碍了可靠和准确的导航。这项研究克服了这一问题,并通过实施反馈控制系统,详细考察了半机器人昆虫(达克林贝托尔)的陆地导航情况。通过加速加速的推力控制器和旋转的成比例控制器,该系统根据甲虫的瞬间状态调节刺激参数。调整系统的控制参数,可以可靠和精确地跟踪导航路径(即高达~94%的成功率,~1/2身体长度精度)。此外,该系统的性能可以通过实施反馈控制系统来调整,为陆地细胞昆虫的导航应用提供灵活性。

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