CRCNS: Innovative technologies inspired by biosonar
CRCNS:受生物声纳启发的创新技术
基本信息
- 批准号:7238581
- 负责人:
- 金额:$ 31.68万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2004
- 资助国家:美国
- 起止时间:2004-08-01 至 2009-05-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:3-DimensionalAcousticsAdaptive BehaviorsAlgorithmsAnimal ModelAnimalsBehaviorBehavioralBiologicalBiological ModelsBiomedical ResearchChiropteraCommunitiesComplexComputer SimulationDarknessDataDepthDevelopmentDevicesDimensionsDiseaseEcholocationElectromyographyEngineeringEnvironmentExhibitsFamilyFeedbackFoundationsFutureGoalsHealthHumanHybridsInsectaInterceptLightLinkLocalizedMammalsMeasuresMedicalMedical DeviceMedicineModelingMorphologic artifactsMotionMotorNervous System PhysiologyNeuraxisNeurobiologyNeurosciencesNoisePatternPlayProsthesisRadioRangeRehabilitation therapyResearchRobotRoboticsRoleSensorySignal TransductionSpatial BehaviorSystemSystems TheoryTechniquesTechnologyTelemetryUpper armValidationVisionWingWireless TechnologyWorkbasecomputerized data processingdesignfeedinggraspindexinginnovationinnovative technologiesinstrumentationinterdisciplinary approachlight weightminiaturizemotor controlneural prosthesisneurophysiologyrelating to nervous systemsensorsimulationsonartheoriestoolvocalizationway finding
项目摘要
DESCRIPTION (provided by applicant): Fundamental to health human function is the transformation of sensory information to motor commands for adaptive behaviors such as reaching, grasping, tracking, and steering in the environment. A more complete understanding of the mechanisms that support these vital functions of the nervous system will facilitate treatment and rehabilitation when they fail to develop normally or break down through disease. Our CRCNS project takes an innovative, multidisciplinary approach to advance technology and theory on this central problem in neurobiology and medicine, drawing on the coordinated efforts in engineering, systems neuroscience and computational modeling. Specifically, we propose to integrate miniaturized radio telemetry recordings, advanced signal processing, control systems theory, adaptive motor studies and spatial behaviors. Empirical studies will employ an animal model that has evolved a highly successful adaptive sonar-guidance system, the echolocating bat. This mammal actively controls a complex of motor behaviors, guided by dynamic, 3-D spatial information extracted from acoustic signals. We will collect, analyze, and interpret behavioral and neural recordings from a free-flying echolocating bat, and this data will be used in computational models of sensorimotor feedback control and spatial navigation through complex environments. This work will direct the development of new algorithms for adaptive control in robotics and applications in neuromorphic engineering. It will also lay the foundation for a wide range of biomedical applications, such as implantable neural prostheses, ultra-lightweight low power sensors, controllers, medical tool design, and sonar-based assistive medical devices.
描述(由申请人提供):健康人类功能的基础是将感官信息转换为运动命令,以进行自适应行为,例如在环境中触及,抓握,跟踪和转向。 对支持神经系统的这些重要功能的机制有了更完整的了解,当它们无法正常发展或通过疾病分解时,将促进治疗和康复。 我们的CRCNS项目采用了一种创新的多学科方法,以促进神经生物学和医学中这种中心问题的技术和理论,并借鉴工程,系统神经科学和计算建模方面的协调努力。 具体而言,我们建议将微型射电遥测记录,高级信号处理,控制系统理论,自适应运动研究和空间行为整合。 实证研究将采用一种动物模型,该模型发展出非常成功的自适应声纳指导系统,即回声蝙蝠。 这种哺乳动物积极控制一种运动行为的复合体,以动态的3-D空间信息为引导,从声信号中提取。 我们将从自由倾斜的BAT中收集,分析和解释行为和神经记录,这些数据将用于通过复杂环境的感觉运动反馈控制和空间导航的计算模型。 这项工作将指导开发用于机器人技术和神经形态工程应用程序的自适应控制的新算法。 它还将为广泛的生物医学应用奠定基础,例如可植入的神经假体,超轻质低功率传感器,控制器,医疗工具设计和基于声纳的辅助医疗设备。
项目成果
期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Echolocating bats use a nearly time-optimal strategy to intercept prey.
- DOI:10.1371/journal.pbio.0040108
- 发表时间:2006-05
- 期刊:
- 影响因子:9.8
- 作者:Ghose, Kaushik;Horiuchi, Timothy K;Krishnaprasad, P S;Moss, Cynthia F
- 通讯作者:Moss, Cynthia F
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