【摘 要】
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人类步态运动是一种较为典型的生物体节律性运动,可由人类脊髓中的中枢模式发生器(Central Pattern Generator,CPG)通过自激振荡的形式产生,因步频和步幅的差异而产生了多种不同
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人类步态运动是一种较为典型的生物体节律性运动,可由人类脊髓中的中枢模式发生器(Central Pattern Generator,CPG)通过自激振荡的形式产生,因步频和步幅的差异而产生了多种不同的步态运动模式,并可由CPG的输出来实现对步态运动频率、幅值及运动模式的调控。注意力选择机制是人类视知觉认知的一个重要性质,对实现精确的步态运动控制具有重要作用。 基于Matsuoka神经元振荡器理论、双腿肌肉骨骼模型以及注意力选择模型,提出并建立了注意力选择条件下的CPG模型。建立注意力选择作用与CPG模型结构参数的连接关系式,提出注意力选择通过调节模型参数、调节注意力选择对模型的作用时间与作用强度对CPG步态运动输出进行调控的五种控制方式,并利用MATLAB模拟仿真注意力选择作用下的CPG步态运动输出,以此研究注意力选择对CPG步态运动的控制机制。 研究结果表明,注意力选择作用可通过调节CPG模型结构参数,分别实现对CPG步态运动输出频率、输出幅值及输出模式的调控;通过调节注意力选择对CPG模型的作用时间与作用强度可实现对CPG步态运动输出频率的调控。仿真结果体现了注意力选择作用下CPG步态运动模式的转换,这与实际步态运动特征一致。通过研究进一步了解了注意力选择作用下CPG步态运动的特点,完善了注意力选择对CPG步态运动的控制理论,这将对机器人工程、康复医疗等应用领域具有一定的指导意义。
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