昆虫机器人是一种以昆虫为载体,并辅助以一定的控制设备而成的特殊机器人。由于继承了昆虫卓越的飞行能力和人工可控制特性而成为目前的研究热点,在安防、科研、探险、搜救等领域有着广泛的应用前景。昆虫机器人的研制重点在于如何控制昆虫机器人的飞行行为。传统的研究中主要采用的是电刺激的方式来控制昆虫的飞行行为,取得了许多的成果,但该方法所激活的神经通路仍不明确。新型的光流刺激方法依据昆虫的视觉感知通路的成熟结果,控制昆虫的飞行行为。本文以熊蜂为载体,进行了以下两方面的工作：一是根据熊蜂复眼的视觉特性研制了一套模拟飞行器；二是基于该模拟飞行器,探索了光流刺激对熊蜂偏航行为的控制作用。具体工作如下：(1)根据熊蜂的视觉特性设计了一套完整的模拟飞行器,包括光流生成器、昆虫固定支架、数据采集系统等。在光流生成器的硬件设计中引入了模块化和并行化的设计方法,采用中心控制模块统一管理多块并行LED点阵；采用了高速CAN总线组网联结中心控制模块和LED点阵,满足了光流生成器高刷新频率的同时,实现了图像在线配置和光流速度方向的实时控制。实验评估表明,该模拟飞行器的最大刷新频率可以达到5.7KHz,图像最大运动速度达到4.8m/s,成功应用于昆虫机器人的研制。(2)采用模拟飞行器,研究熊峰腹部摆动与光流刺激之间的定量关系。实验中采用单一亮条纹图像的顺时针和逆时针两个方向的旋转光流来刺激固定状态下的熊蜂,采用摄像头记录熊蜂的腹部摆动行为,获取腹部摆动的角度数据,分析了熊蜂腹部摆动的角度和光流刺激的关系,同时定量地描述了光流条纹个数与偏航角度之间的关系。证明了该模拟飞行器可以诱发熊蜂的偏航行为,即当光流刺激方向顺时针旋转时,熊蜂会在其偏航轴上产生逆时针旋转,即向左偏航,反之亦是如此。