侧线感应穿过其管神经丘的流体压力，并已被证明可以编码涡流的频率内容
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鳍外在的感觉系统包括侧线、前庭系统和视觉系统 。 其中 ， 侧线功能的建模被认为是最重要的 。 侧线感应穿过其管神经丘的流体压力 ， 并已被证明可以编码涡流的频率内容 。 它位于鱼的侧面 ， 位于胸鳍产生的涡流发展和脱落的区域 。 因此 ， 侧线很可能提供有关从胸鳍流出的流量的信息 。 测量鱼体的旋转速度和线性加速度的前庭系统肯定会影响鳍的使用方式 。
当鳍被整合到允许移动的身体上时 ， 其功能的建模将变得至关重要 。 视觉系统的输入也会影响鳍的运动 ， 但鱼完全能够在黑暗中或使用眼罩消除视力时有效地游泳和机动 。 因此 ， 视觉对于鳍射线运动和属性的有效闭环调制可能并不重要 。 这项研究合作的一个活跃领域 。 对翻车鱼的初步研究表明 ， 神经与鳍条相邻 ， 并且在整个胸鳍带上都有游离的神经末梢 。
推测这些神经感测鳍射线的弯曲或流过鳍 。 然而 ， 由于这是推测性的 ， 鳍内传感器的功能要求是基于已确定影响鳍力的物理现象 。 这包括鳍条的驱动运动、鳍条的刚度和弯曲 ， 以及流经或流出鳍片的流动模式 。 感觉系统设计建立初始感官配置以测量沿体板的流动压力、鳍弯曲、驱动鳍射线运动以及由此产生的推力和侧向力 。 使用连接到分布在主体板上的端口的压力传感器阵列测量沿主体板的流动压力 。
选择端口放置以测量在翅片之前、翅片之后和由翅片产生的涡流脱落的下游的流动压力 。 压力传感器安装在吃水线上方 ， 并通过塑料管连接到沿鳍体板放置的端口 。 运行到压力传感器的管线在实验开始前被仔细排空以清除所有气泡 。 对来自传感器的信号的功率和频率内容进行了评估 ， 以确保来自水柱振荡的任何噪声的功率都较低 ， 并且可以与鳍产生的信号区分开来 。
热膜风速计也被评估为直接测量压力的替代方法 。 热膜风速仪已被证明是识别流动关键特征的绝佳工具 ， 例如分离、停滞点和边界层状态 。 此外 ， 热膜风速计传感器的薄型和灵活的配置对于仿生机器人鳍等轮廓表面的应用具有吸引力 。 不幸的是 ， 对于鳍的闭环控制至关重要的鱼体上的流动特性尚不清楚 。 因此 ， 人们认为与使用传感器相关的费用和复杂性太大而无法证明它们的使用是合理的 ， 直到水动力事件和鳍力之间的关系是更好理解 。
此外 ， 由于侧线的管神经瘤被认为是压力传感器 ， 因此直接测量流动压力在生物学上更具相关性 。 使用位于北侧前缘附近的鳍射线上的应变仪并使用整个鳍的高清、高速视频来监测鳍弯曲 。 先前的研究表明 ， 鳍的推进力 ， 特别是在外冲程期间的推力 ， 对鳍背半部的长鳍条的弯曲非常敏感在机器人鳍背半部内的两条长而灵活的鳍条中 ， 选择了鳍条2 ， 因为它的变形受到前缘和鳍尖变形的影响 ， 这两者都很重要 。
【侧线感应穿过其管神经丘的流体压力，并已被证明可以编码涡流的频率内容】
功能要求控制器是用于研究并最终实现有效的胸鳍闭环控制的主要计算元素 。 它的功能包括数据采集、信号处理、传感器融合、决策和控制计算以及为鳍片执行器生成命令输入 。 由于无法完全指定控制器与之交互的感官系统 ， 并且控制策略及其计算需求未知 ， 因此核心要求是系统可重构和可扩展 ， 以便它能够适应感官和计算需求的变化 。 该系统必须能够从许多不同类型的传感器获取数据 。 确切的数量和类型没有明确定义 ， 但预计包括来自应变计、压力传感器、电机编码器和功率监控、测力计、加速度计和速度的数字和模拟信号和其他将在神经生物学研究中确定的传感器 。
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