【摘要】：生物機(jī)器人相比仿生機(jī)器人運(yùn)動(dòng)靈活、成本低、能源利用率高，因此成為機(jī)器人技術(shù)新的發(fā)展方向之一。大壁虎具有出色的三維無(wú)障礙運(yùn)動(dòng)能力和超凡的負(fù)重能力，成為發(fā)展動(dòng)物機(jī)器人的理想模型動(dòng)物。研制大壁虎動(dòng)物機(jī)器人，需要在大壁虎自由運(yùn)動(dòng)時(shí)將微電極植入確定的位點(diǎn)，以便進(jìn)行人工運(yùn)動(dòng)調(diào)控，因此微電極推進(jìn)器成為研制大壁虎機(jī)器人的重要基礎(chǔ)。

本文設(shè)計(jì)了一種新型的可用于大壁虎運(yùn)動(dòng)調(diào)控的微電極推進(jìn)器，能夠在大壁虎開顱手術(shù)后，穩(wěn)定固定在顱骨上，并在大壁虎清醒狀態(tài)下推進(jìn)微電極。所設(shè)計(jì)的推進(jìn)器采用螺釘螺母組成的螺桿機(jī)構(gòu)推動(dòng)微電極，利用鈦合金和線切割技術(shù)制造零部件，同時(shí)引入孔陣列板的方法固定微電極。該微電極推進(jìn)器長(zhǎng)為9.6mm，寬為9.8mm，高為11.8mm，重量?jī)H為2.05g，體積小，重量輕，可以應(yīng)用于大壁虎運(yùn)動(dòng)調(diào)控實(shí)驗(yàn)。

利用所設(shè)計(jì)的微電極推進(jìn)器初步開展了大壁虎中腦的電刺激實(shí)驗(yàn)。初步結(jié)果顯示電刺激中腦頂蓋前膝狀體核、中腦深核以及紅核附近區(qū)域可以誘導(dǎo)出轉(zhuǎn)向行為；電刺激中腦內(nèi)側(cè)縱束核附近區(qū)域可以誘導(dǎo)出前進(jìn)行為；電刺激中腦半環(huán)隆枕中心區(qū)和層狀區(qū)可以誘導(dǎo)出鳴叫、后退、前進(jìn)等多種行為；電刺激中腦半環(huán)隆枕的層狀區(qū)域內(nèi)側(cè)可以誘導(dǎo)出翻身行為。

設(shè)計(jì)了一種用于大壁虎的核磁共振成像夾具，并以此為基礎(chǔ)開展了錳離子示蹤實(shí)驗(yàn)。初步證實(shí)了錳離子示蹤技術(shù)可以用于研究大壁虎中腦相關(guān)核團(tuán)的纖維投射。