基于生物物理真实性的章鱼触手机电耦合模型与感觉运动控制算法研究

为解决软体动物运动控制的生物物理机制问题，来自未知机构的研究人员开展了章鱼触手感觉运动控制建模研究。该研究构建了包含肌肉力学特性、外周神经系统(PNS)电生理特性及机电耦合的完整模型，创新性地提出了面向目标触达的神经反馈控制律和基于化学-本体感觉的共识算法，通过数值模拟验证了模型在触手形态和运动控制方面的生物合理性。

　　

这项研究构建了具有内部肌肉系统的章鱼触手生物物理真实模型，其建模灵感来源于触手定位和触及目标的运动控制实验观察。研究取得三大突破：首先建立了触手肌肉力学模型，精确刻画外周神经系统(PNS)的电生理特性及其与肌肉收缩的耦合机制；其次创新性地模拟了包含化学感应和本体感觉的触手感觉系统；最后开发了革命性的感觉运动控制算法——包括模拟目标导向触达运动的神经反馈控制律，以及通过局部化学信号(外源性)和触手形变信息(内源性)定位食物源的共识算法。研究不仅提供了静息态表征和算法稳定性等理论分析，还通过数值模拟验证了模型有效性，并与实际观察到的触手静息形态和目标导向运动进行了定性对比。