动物的身体影响着神经系统如何产生行为。对感觉运动行为的神经控制进行精确建模,需要对身体进行解剖学上详细的生物力学表示。
今日,霍华德·休斯医学研究所珍妮莉亚研究园区(HHMI Janelia Research Campus)Roman Vaxenburg,Srinivas C. Turaga和Yuval Tassa等,在Nature上发文,报道了在物理模拟器中,果蝇的全身模型。
作为通用框架,这一模型可以模拟各种飞行行为,包括地面和空中运动。通过复制真实的行走和飞行行为,以验证模型的多功能性。为了支持这些行为,还为流体和粘附力开发了新的现象学模型。
利用数据驱动,端到端强化学习,还训练神经网络控制器,并沿着复杂的轨迹生成自然运动,以响应高级转向命令。还展示了视觉传感器和分层电机控制的使用,训练高级控制器重复使用预先训练的低水平飞行控制器,以执行视觉引导的飞行任务。
这种模型作为开源平台,用于在具身环境中,研究感觉运动行为的神经控制。
Whole-body physics simulation of fruit fly locomotion. 果蝇运动的全身物理模拟。
图1 雌性果蝇身体模型的建立。
图2 飞行模拟。
图3 行走模拟。
图4 视觉引导飞行的分层控制器重用:高度控制(“颠簸”)和障碍前进(壕沟)任务。
Vaxenburg, R., Siwanowicz, I., Merel, J. et al. Whole-body physics simulation of fruit fly locomotion. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09029-4声明:仅代表译者观点,如有不科学之处,请在下方留言指正!