基于循环抑制CPG的蛇形机器人运动控制方法

蛇具有细长无肢的身体、独特的半球形关节，使其可在神经系统控制下完成与环境相适应的多种节律运动。模仿蛇的运动机理和行为方式而设计的蛇形机器人克服了轮腿式机器人的缺点，增加了机器人的运动方式，扩大了机器人的应用范围。但应用传统的控制策略实现蛇形机器人运动控制遇到了很难克服的问题。随着社会经济与科技的发展，研究人员把从蛇运动神经系统研究中得到的启示应用到蛇形机器人上，希望不仅可以解决其运动控制问题，更能在构型、步态及控制机制上皆可展示蛇的特征。 生物学家已经证明动物的节律运动是其低级神经中枢的自激行为，是由中枢模式发生器(Central Pattern Generator，CPG)控制的。中枢模式发生器是一种能够在缺乏有规律的感知和中枢控制输入的情况下，产生有节奏模式输出的神经网络。 本文以国家自然科学基金课题《基于CPG的蛇形机器人控制方法研究》和国家“863”高技术计划资助项目《具有环境适应能力的蛇形机器人的研究》为依托，突破以相互抑制机理研究CPG的传统观点，首次创新性地提出应用循环抑制(Cyclic Inhibition, CI)机理来研究蛇形机器人的CPG建模与实现问题。本研究涵概了神经元模型的特性分析、蛇形机器人关节循环抑制CPG建模理论、蛇形机器人循环抑制CPG神经网络稳定性分析以及典型步态的生成方法、循环抑制CPG神经网络控制蛇形机器人蜿蜒运动参数设定策略、应用动力学仿真和实验对该CPG控制方法有效性的验证。 首先，本文介绍了两个用于CPG建模研究的蛇形机器人“勘查者”和“勘查者-I”。给出各自机械系统、控制系统的构成和动力学仿真平台。 其次，详细分析了神经元以及传统的相互抑制(Mutual Inhibition, MI)CPG的特性。从工程角度首次创新性地应用循环抑制建模理论构建了蛇形机器人CPG模型，并对其稳定性进行了深入的分析。首次证明持续型神经元构成的单向循环抑制(Unilateral Cyclic Inhibition, UCI) CPG是能产生振荡输出CPG中微分方程数量最少的，而且其产生振荡输出的机理完全不同于传统的相互抑制CPG。其不需要具备调整功能，只需要神经元之间强的单向循环抑制连接。 第三，首次应用单向激励连接循环抑制CPG构成蛇形机器人神经网络系统。分析了其稳定性，给出其产生振荡输出的条件。通过仿真和实验验证了循环抑制CPG神经网络实现典型步态(蜿蜒运动、伸缩运动和侧向运动)的有效性。首次应用双向循环抑制(Bidirectional Cyclic Inhibition, BCI)CPG神经网络在不同高级控制神经元命令激活下的输出实现蛇形机器人典型运动步态之间的转换。为蛇节律运动生成机制建模提供了新方法。 最后，从实时性、控制方便性等工程应用的角度，对单向循环抑制CPG神经网络实现蛇形机器人蜿蜒运动控制进行了深入的分析。给出了S-波形、幅值、运动速度和运动轨迹曲率的参数设定策略。该系统应用首CPG自激励权重调解成功解决了传统CPG控制系统中CPG的个数比蛇形机器人关节数多一个的问题，并用其实现了一种独特的转弯控制策略。 综上，为蛇形机器人运动控制提供了全新的方法。

归因任务中预期强度水平对结果评价的影响

Previous researches has shown that two components of the event- related brain potential, the feedback negativity (FRN) and P300, are related to outcome evaluation. So far, the nature of the outcome evaluation reflected by FRN and the significance of P300 remains unknown. Some studies found that the process of outcome evaluation may be related to the expectation, and the FRN may be affected by the intensity levels of the expectation for the outcome. To address these issues, the present study will start on two aspects: (1)This study required 39 participants to make attribution about their performance during a task, the aim was to assess the levels of the expectations for the outcome under four conditions in the attribution task. The main finding is that, the expectations for monetary reward under four conditions are scaled. (2)Based on the results of the first study, this study also required 16 participants to make attribution about their performance during a task. A functional dissociation was observed, with the FRN affected by the intensity levels of the expectation for the outcome, while the P300 sensitive to the degree of emotion the participants experienced. Dipole source location analysis showed that the most likely neural generator of FRN and P300 is the cingulate cortex, suggesting that FRN might reflect cognitive conflict when the actual outcome is different from the expectation, and P300 is related to the emotion processing of outcome stimuli. These results suggest that there is a functional dissociation between FRN and P300.

Determination of ionic resistance and optimal composition in the anodic catalyst layers of DMFC using AC impedance

In the present study, a method based on transmission-line mode for a porous electrode was used to measure the ionic resistance of the anode catalyst layer under in situ fuel cell operation condition. The influence of Nafion content and catalyst loading in the anode catalyst layer on the methanol electro-oxidation and direct methanol fuel cell (DMFC) performance based on unsupported Pt-Ru black was investigated by using the AC impedance method. The optimal Nafion content was found to be 15 wt% at 75 degrees C. The optimal Pt-Ru loading is related to the operating temperature, for example, about 2.0 mg/cm(2) for 75-90 degrees C, 3.0 mg/cm2 for 50 degrees C. Over these values, the cell performance decreased due to the increases in ohmic and mass transfer resistances. It was found that the peak power density obtained was 217 mW/cm(2) with optimal catalyst and Nafion loading at 75 degrees C using oxygen. (c) 2005 International Association for Hydrogen Energy. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

Avaliação preliminar de métodos de enxertia para cupuaçuzeiro em Rio Branco, AC.

No Estado do Acre, o cultivo do cupuaçuzeiro encontra-se em fase de desenvolvimento, apresentando aumento na área de produção. O sucesso de cultivos pioneiros consorciados com outras fruteiras, aliado ao elevado preço do fruto e a possibilidade de industrialização e exportação dos subprodutos, vem despertando interesse de agricultores e empresários na formação de novos pomares. Este trabalho tem como objetivo avaliar cinco métodos de nexertia para o cupuaçuzeiro nas condições edafoclimáticas de Rio Branco, AC.

Introdução e avaliação de cultivares de bananeira em Rio Branco, AC: 1º ciclo de produção-1993/1994.

Este trabalho vem sendo conduzido no Centro de Pesquisa Florestal do Acre com o objetivo de introduzir e avaliar o desempenho de cultivares de bananeira resistentes e/ou tolerantes à pragas e doenças, nas condições edafoclimáticas locais.

Zoneamento agroflorestal de um imóvel rural no município de Capixaba-AC.

O objetivo principal deste trabalho é fornecer, por meio de técnicas de geoprocessamento e de um sistema de informações geográficas, elementos para subsidiar a implantação de pólos agroflorestais pelo governo estadual, no município de Capixaba.

Levantamento de reconhecimento dos solos e avaliação da aptidão agrícola das terras do Projeto de Assentamento Favo de Mel, Sena Madureira-AC.

Os projetos de assentamento no Estado do Acre, conforme sua concepção e implantação, não trouxeram benefícios pois não se obteve a sustentabilidade do produtor e da produção agrícola, acarretando um grande abandono de lotes e contrastes dentro de um mesmo projeto, onde alguns produtores produzem bem e outros não conseguem produzir nem para a sua manutenção, em função da má localização da área agricola dos assentamentos. O Projeto Lumiar é executado pelo Incra e destina-se a prestar serviços de assis-tência técnica e capacitação das famílias assentadas em projeto de reforma agrária, sendo de extrema importância do ponto de vista da exploração racional da terra Acre, principalmente, dentro de um contexto em que o processo de assentamento não prevê estudos de potencial de recursos naturais nas áreas a ser desapropriadas. Uma assistência técnica eficaz demanda o conhecimento das limitações e do potencial da área onde se está trabalhando. Neste sentido, o levantamento pedolágico é a base para o planejamento de exploração racional da terra. A partir do conhecimento das características e da distribuição espacial de cada classe de solo será possível ordenar o processo de ocupação, direcionando os produto-res para as atividades agropecuárias que tenham mais êxito naquele ambiente e adotando práticas de manejo que se adequem à situação atual do solo e das condições socioeconômicas dos produtores. Este trabalho é fruto de um esforço conjunto, para mostrar que é possível unir várias instituições com um objetivo comum: o pequeno produtor rural. A Embrapa-CPAFAC coordenou as atividades de campo, tabulação dos dados e elaboração de publicação; a Ufac participou com as análises químicas e físicas das amostras coletadas; a Unidade Avançada do Alto Purus do Incra forneceu o apoio logistico em Sena Madureira; e os técnicos do Lumiar participaram diretamente na realização dos trabalhos de campo.

Introdução e avaliação de cultivares e porta-enxerto de citros em Rio Branco-AC.

O Brasil apresenta-se como um grande produtor e exportador de suco de frutas cítricas. Esta situação, no entanto, é sustentada pelos Estados do Sul, Sudeste e Nordeste do País, onde se concentram os cultivos e as indústrias de processamento. As regiões Norte e Centro-Oeste pouco participam na oferta de frutas cítricas, sendo que a produção é insuficiente para atender ao consumo interno, (PASSOS, 1990). No Estado do Acre, a citricultura ainda tem pequena expressão econômica, sendo que até 1986 a maior parte das laranjas, tangerinas e limões era oriunda de plantios de pés francos. Desde então, o incentivo à formação de novos plantios, utilizando mudas enxertadas de cultivares introduzidas, vem propiciando aumentos na produção e melhoria da qualidade dos frutos. De maneira geral, pode-se dizer que o Estado do Acre apresenta boas condições para o cultivo de citros, com algumas limitações no que se refere à baixa fertilidade dos solos e à existência de um período de estiagem de junho a setembro.

Efeitos da adubação orgânica e do fósforo sobre a produção de alho em Rio Branco-AC.

O alho é a quarta hortaliça em importância econômica para o Brasil (Filgueira 1982), e o seu cultivo continua em expansão, porém, apresentando de modo geral rendimentos baixos. Segundo Galli et al (1968), citado por Mascarenhas et al (1985), as principais causas desses baixos rendimentos são as doenças causadas por fungos. No Estado do Acre, além das condições climáticas favoráveis às doenças fúngicas, a baixa produtividade deve-se à falta de práticas culturais e fórmulas de adubação adequadas para a cultura. Todos esses fatores são imperativos na pesquisa do alho para essa região. O alho é bastante exigente em nutrientes, principalmente o fósforo e o nitrogênio, e os solos do Acre na sua maioria necessitam de correção de fertilidade, sendo este outro fator limitante a produção de alho, já que os insumos disponíveis no mercado alcançam preços proibitivos e os produtores de hortaliças geralmente não dispõem de muitos recursos financeiros. Segundo Moura et al (1982), o emprego de leguminosas como biofertilizantes proporciona entre outras vantagens a melhoria das propriedades físicas e químicas do solo. A incorporação da matéria orgânica que resulta em húmus e a mineralização do nitrogênio e outros elementos, tem como consequência o aumento do rendimento das culturas.

Subsídios técnicos para o manejo sustentável da unha-de-gato (Uncaria spp.) no Vale do Rio Juruá, AC.

Descrição das áreas de estudos; Descrição dos métodos; Descrição botânica, fitoquímica e farmacológica; Ecologia e biologia reprodutiva; Estrutura da população; forma de exploração e rendimento de casca; Baneficiamento do produto; Cronograma e ciclo da exploração; Monitoramento e mitigação do impacto ambiental.