利用LabVIEW和CompactRIO设计研究飞虫的机器人

　　有效地设计：灵活的界面和模块化的结构

　　借助于LabVIEW和CompactRIO，我们可以通过各种不同的协议连接到一系列的研究工具。NI和LabVIEW的网络用户社区提供的极大的灵活性和许多范例程序，这使得基于LabVIEW设计的应用有效地替代了实验生物学中的定制控制器。

　　我们设计了一种友好的GUI（图形用户界面），它为实验者提供了必要的控制手段和信息，从而简化了多个硬件平台上运行的代码的复杂度（图3）。这一功能在一些跨学科的应用中非常有效，能够增进生物学家、数学家、物理学家和工程师之间的密切合作。此外，LabVIEW代码的模块性和可移植性也使其能够在实验室之间被分享和重复利用。例如，在这一解决方案的定制化版本，运算模式可以被预先生成并且保存在U盘中，然后下载到实时控制器的RAM中，再传输到LED面板，以获得更高的刷新率。

　　一个混合的自适应控制器

　　由于苍蝇的部分神经回路具有高度的可塑性，它可以被看作一个自适应控制器。通过使用新的仿生机器人平台，我们能够评估控制器在各种外部传递函数下的性能，这些传递函数几乎能够模仿出所有的苍蝇的自然飞行环境，例如根据最靠近机器人的障碍物的位置来确定视觉场中的栅格的上下移动。但令人惊讶地是，最接近于直觉的传递函数并不一定会获得最佳结果。

　　LabVIEW 和 CompactRIO为构造这一包含活体昆虫并且允许我们进行各种实验的控制回路提供了理想解决方案。CompactRIO负责采集并生成各种适用不同工业标准的信号，并扩展了自定制的研究工具。另外，由于我们在计算机、实时控制器和FPGA上分别实现的应用程序是在同一个编程环境和开发语言下完成的，这大大节省了我们的学习时间，提高了效率。此外，大量的附件产品和外接接口还为未来的扩展和适应性提供了巨大潜力。

　　References 参考资料

　　[1] Reiser MB, Dickinson M. A modular display system for insect behavioral neuroscience. J Neurosc Methods 2008;167：127–139.

       [2] Graetzel CF, Medici V, Rohrseitz N, Nelson BJ, Fry SN. The Cyborg Fly： A biorobotic platform to investigate dynamic coupling effects between a fruit fly and a robot. IROS 2008 Sept;14-19.