《仿生機器鼠與實驗鼠的行為互動機理建模及定量評估》是依託北京理工大學，由石青擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：仿生機器鼠與實驗鼠的行為互動機理建模及定量評估
- 外文名：Modeling and quantitative evaluation of behavioral interaction between bionic robot mice and laboratory mice
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：石青
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
因倫理道德及心理複雜性，基礎醫學上不易直接對人類精神病患者進行實驗研究，難以科學地闡明精神疾病發病機制。為此，研究人員試圖通過間接研究具有人類疾病模擬表現的實驗鼠等動物模型的行為和心理特性以解決該難題。然而由於動物行為的可控性和再現性較低，與精神疾病診斷及心理治療方面緊密相關的行為及心理狀態評估與分析仍然存在不少挑戰。為此，本項目引進具備實驗鼠外形並能模擬其行為的仿生機器鼠，建立機器鼠與實驗鼠的互動關係模型，通過實時控制機器鼠的行為策略(友好或敵對)，實現對實驗鼠的行為及心理狀態的定量評估與操控。. 本項目將機器人學與動物心理學、動物行為學等相結合，突破仿生機器人自適應行為控制、行為動物化表達等基礎理論和方法，為仿生機器人研究開闢新的研究思路和方向；有效解決動物行為參數建模及心理狀態操控等科學問題，有助於闡明精神疾病發病機理及篩選抗精神病藥物，具有重要的學術意義及套用價值。
結題摘要
本項目將機器人學與動物心理學、動物行為學等學科交叉融合，研究實驗鼠行為識別算法，構建機器鼠自適應行為生成器，實現機器鼠行為的動物化表達和決策，並對實驗鼠行為及心理狀態實現評估與操控，有助於開闢仿生機器人研究新方向，具有重要的學術意義及套用價值。首先，基於實驗動物行為觀察及分析，本項目在仿生機器人微小型關節設計、系統集成方面取得了重要突破，研製出具有與實驗鼠大小、運動基本一致的仿生機器鼠，為模擬動物行為互動提供了有效平台。其次，針對目前實驗鼠運動複雜、非線性難以建模的問題，將機器鼠在俯仰和偏航方向分別進行了簡化建模求解，該控制方法使得機器鼠很好地模擬實驗鼠的理毛、嗅探等需要腰部及頸部彎曲動作的行為，為仿生機器人與動物行為互動決策和表達提供理論基礎。最後，本項目進行了機器-實驗鼠行為互動實驗測試。基於神經機制建模智慧型化分析和行為互動控制，實現了對實驗鼠的定向有效刺激，並能對精神疾病動物模型產生有效操控；將機器鼠與多個實驗鼠進行行為互動實驗，開創性地驗證了機器鼠通過非直接接觸也能對實驗鼠的行為產生影響的重要規律，這對相關領域研究動物行為模式的突破具有重要意義。
