Terrestrial cyborg insects, the fusion between ambulatory insects and mountable electronic controller, have been long discussed as potential complements for artificial insect-scaled legged mobile robots. These cyborgs inherit the living insects' amazing locomotory skills, a flexible but robust body structure, a vast collection of sensory organs, and a top-notch central nervous control system, favoring their maneuvers in complex and unstructured terrains, such as post-disaster environments. However, the development of automatic navigation for these terrestrial cyborg insects has not yet been comprehensively studied. The struggle in selecting stimulation parameters for individual insects challenges the attainment of their reliable and accurate navigations. This study demonstrates the implementation of feedback control to overcome this obstacle and provides a detailed look at the navigation control for terrestrial cyborg insects. Herein, a feedback control system is developed to realize the automatic navigation of a darkling beetle. Using a thrust controller for the beetle's acceleration and a proportional controller for its turning motion, the system alters the stimulation command (i.e., left/right turn, forward motion) and its parameters (i.e., frequency) depending on the beetle's instantaneous status. Adjusting the system's control parameters allows the beetle to be reliably and precisely navigated following a predetermined path with a success rate of ~80% and an accuracy of ~10 mm. Moreover, the system allows altering its performance by regulating the control parameters, providing flexibility to navigation applications of terrestrial cyborg insects.


翻译:地球机能昆虫,即流动昆虫和可移动电子控制器之间的融合,长期以来一直被讨论成人工昆虫缩成脚的移动机器人的潜在补充。这些机器人继承了活昆虫惊人的动脉技术、灵活而有力的身体结构、大量感官器官的集合和一个顶尖中枢神经控制系统,有利于它们在复杂和无结构的地形(如灾后环境)中进行操纵。然而,尚未对这些陆地机能昆虫的自动导航开发进行全面研究。为个别昆虫选择刺激参数的斗争,挑战了它们可靠和准确的导航参数的实现。这一研究展示了执行反馈控制以克服这一障碍,并对陆地机能昆虫的导航控制进行详细审查。正在开发一个反馈控制系统,以在黑洞加速和无结构的地形中进行自动导航。使用推力控制器来加速这些陆机能运动,系统改变刺激指令(即,左/右转,前向方向运动)的触发参数的实现,并稳定地调整其轨道的运行率(i.e.reinal sral srvial sal srvil) 。

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