·284. 智能系统学报 第9卷 and application of a novel artificial neural oscillator[J]. based control of biomimetic robotic fish[J].IET Control Robot.2007.29(6):581-585. Theory Applications,2009,3(3):281-293. [55]汪明，喻俊志，谭民.胸鳍推进型机器鱼的CPG控制 [68]WANG M,YU J,TAN M.Modeling neural control of ro- 及实现[J].机器人，2010,32(2)：248-255， botic fish with pectoral fins using a CPG based network WANG Ming,YU Junzhi,TAN min.Central pattern gen- erator based control and implementation for a pectoral-fin [C]//Proceeding of the 48th IEEE Conference on Deci- propelled robotic fish[J].Robot,2010,32(2):248-255. sion and Control,Shanghai,China,2009:6502-9507. [56]NA K I,PARK C S,JEONG I B,et al.Locomotion gener- [69]MATSUOKA K.Mechanisms of frequency and pattern con- ator for robotic fish using an evolutionary optimized central trol in the neural rhythm generators[J].Biological Cyber- pattern generator [C]//Proceedings of the IEEE Interna- netics,1987,56(5/6):345-353. tional Conference on Robotics and Biomimetics (ROBIO). [70]FUKUOKA Y,KIMURA H,COHEN A H.Adaptive dy- Tianjin,China,2010:1069-1074. namic walking of a quadruped robot on irregular terrain [57]SEO K,CHUNG S J,SLOTINE JJ E.CPG-based control of a turtle-like underwater vehicle[J].Autonomous Ro- based on biological concepts[J].International Journal of bots,2010,28(3):247-269. Robotics Research,2003,22(3/4):187-202. [58 JEONG I B,PARK C S,NA K I,et al.Particle swarm [71]HU Y,ZHAO W,WANG L,et al.Neural-based control optimization-based central patter generator for robotic fish of modular robotic fish with multiple propulsors[C]//Pro- locomotion[C//Proceedings of the IEEE Congress on Ev- ceedings of 47th IEEE Conference on Decision and Control. olutionary Computation (CEC).New Orleans,USA.2011: Cancun,Mexico.2008:5232-5237. 152-157. [72]IJSPEERT A J,CRESPI A,RYCZKO D,et al.From [59]YU J,TAN M,WANG S,et al.Development of a biomim- etic robotic fish and its control algorithm[J].IEEE Trans- swimming to walking with a salamander robot driven by a actions on Systems,Man and Cybernetics:Part Bs,2004, spinal cord model[J].Science,2007,315(5817):1416- 34(4):1798-1810. 1420. [60]YU J,WANG L,TAN M.A framework for biomimetic ro- 73]CRESPI A,IJSPEERT A J.Online optimization of swim- bot fish's design and its realization[C]//The Proceedings ming and crawling in an amphibious snake robot[J].IEEE of American Control Conference,Portland,USA.2005,3: Transactions on Robotics.2008.24(1):75-87. 1593-1598. 作者简介： [61]谢桂兰.对求解约束优化问题中的变量轮换法的改进 王耀威，男，1989年生，硕士研究 [J].机械，2001,28(1)：19-21. XIE Guilan.Improvement of cyclic varible method in sol- 生，主要研究方向为多智能体系统。 ving constrained optimization problem [J].Machinery, 2001,28(1):19-21. [62]LOW K H.Mechatronics and buoyancy implementation of robotic fish swimming with modular fin mechanisms[J]. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part 纪志坚，男，1973年生，教授，博士 I-Journal of Systems and Control Engineering,2007,221 生导师，博士，主要研究方向为群体系 (13):295-309. 统动力学与协调控制、复杂网络、切换 [63]TSAKIRIS D P,SFAKIOTAKIS M,MENCIASSI A,et al. 动力系统的分析与控制、系统生物以及 Polychaete-like undulatory robotic locomotion [C]//Pro- 基于网络的控制系统等。先后主持国 ceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Automation.Barcelona,Spain.2005:3018-3023. 家自然科学基金项目2项，先后参与过 [64]DELCOMYN F.Neural basis for rhythmic behavior in ani- 多项国家自然科学基金及“973”和 mals[J].Science,1980,210(4469):492-498. “863”计划的研究，发表学术论文40余篇，其中被SCI检索 [65]郑浩峻，张秀丽，李铁民，等.基于CPG原理的机器人 16篇，E1检索30余篇。 运动控制方法[J].高技术通讯，2003,7：64-68. 翟海川，男，1988年生，硕士研究 ZHENG Haojun,ZHANG Xiuli,LI Tiemin,et al.CPG- 生，主要研究方向为多智能体系统。 based methods for motion control of robot[]].High Tech- nology Letters,2003,7:64-68. [66]AMARI S.Characteristics of random nets of analog neuron- like elements[J].IEEE Transactions on Systems,Man and Cybernetics,1972,2(5):643-657. [67]ZHAO W,HU Y,ZHANG L,et al.Design and CPG-ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｎｏｖｅｌ ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ｎｅｕｒａｌ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ ［ Ｊ］． Ｒｏｂｏｔ， ２００７， ２９（６）： ５８１⁃５８５． ［５５］汪明， 喻俊志， 谭民． 胸鳍推进型机器鱼的 ＣＰＧ 控制 及实现［Ｊ］． 机器人， ２０１０， ３２（２）： ２４８⁃２５５． ＷＡＮＧ Ｍｉｎｇ， ＹＵ Ｊｕｎｚｈｉ， ＴＡＮ ｍｉｎ． Ｃｅｎｔｒａｌ ｐａｔｔｅｒｎ ｇｅｎ⁃ ｅｒａｔｏｒ ｂａｓｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｆｏｒ ａ ｐｅｃｔｏｒａｌ⁃ｆｉｎ ｐｒｏｐｅｌｌｅｄ ｒｏｂｏｔｉｃ ｆｉｓｈ［Ｊ］． Ｒｏｂｏｔ， ２０１０， ３２（２）： ２４８⁃２５５． ［ ５６］ＮＡ Ｋ Ｉ， ＰＡＲＫ Ｃ Ｓ， ＪＥＯＮＧ Ｉ Ｂ， ｅｔ ａｌ． Ｌｏｃｏｍｏｔｉｏｎ ｇｅｎｅｒ⁃ ａｔｏｒ ｆｏｒ ｒｏｂｏｔｉｃ ｆｉｓｈ ｕｓｉｎｇ ａｎ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｃｅｎｔｒａｌ ｐａｔｔｅｒｎ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ［ Ｃ］ ／ ／ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａ⁃ ｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｒｏｂｏｔｉｃｓ ａｎｄ Ｂｉｏｍｉｍｅｔｉｃｓ （ＲＯＢＩＯ）． Ｔｉａｎｊｉｎ， Ｃｈｉｎａ， ２０１０： １０６９⁃１０７４． ［５７］ＳＥＯ Ｋ， ＣＨＵＮＧ Ｓ Ｊ， ＳＬＯＴＩＮＥ Ｊ Ｊ Ｅ． ＣＰＧ⁃ｂａｓｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ａ ｔｕｒｔｌｅ⁃ｌｉｋｅ ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ｖｅｈｉｃｌｅ ［ Ｊ］． Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ Ｒｏ⁃ ｂｏｔｓ， ２０１０， ２８（３）： ２４７⁃２６９． ［５８］ ＪＥＯＮＧ Ｉ Ｂ， ＰＡＲＫ Ｃ Ｓ， ＮＡ Ｋ Ｉ， ｅｔ ａｌ． Ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｗａｒｍ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ⁃ｂａｓｅｄ ｃｅｎｔｒａｌ ｐａｔｔｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｆｏｒ ｒｏｂｏｔｉｃ ｆｉｓｈ ｌｏｃｏｍｏｔｉｏｎ［Ｃ］ ／ ／ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ＩＥＥＥ Ｃｏｎｇｒｅｓｓ ｏｎ Ｅｖ⁃ ｏｌｕｔｉｏｎａｒｙ Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ （ＣＥＣ）． Ｎｅｗ Ｏｒｌｅａｎｓ， ＵＳＡ． ２０１１： １５２⁃１５７． ［５９］ＹＵ Ｊ， ＴＡＮ Ｍ， ＷＡＮＧ Ｓ， ｅｔ ａｌ． Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ａ ｂｉｏｍｉｍ⁃ ｅｔｉｃ ｒｏｂｏｔｉｃ ｆｉｓｈ ａｎｄ ｉｔｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ［Ｊ］． ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ⁃ ａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ， Ｍａｎ ａｎｄ Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ： Ｐａｒｔ Ｂｓ， ２００４， ３４（４）： １７９８⁃１８１０． ［６０］ＹＵ Ｊ， ＷＡＮＧ Ｌ， ＴＡＮ Ｍ． Ａ ｆｒａｍｅｗｏｒｋ ｆｏｒ ｂｉｏｍｉｍｅｔｉｃ ｒｏ⁃ ｂｏｔ ｆｉｓｈ’ｓ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｉｔｓ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ［Ｃ］ ／ ／ Ｔｈｅ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ， Ｐｏｒｔｌａｎｄ， ＵＳＡ． ２００５， ３： １５９３⁃１５９８． ［６１］谢桂兰． 对求解约束优化问题中的变量轮换法的改进 ［Ｊ］．机械， ２００１， ２８（１）： １９⁃２１． ＸＩＥ Ｇｕｉｌａｎ． Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｃｙｃｌｉｃ ｖａｒｉｂｌｅ ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ ｓｏｌ⁃ ｖｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｐｒｏｂｌｅｍ ［ Ｊ ］． Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ， ２００１， ２８（１）： １９⁃２１． ［６２］ ＬＯＷ Ｋ Ｈ． Ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓ ａｎｄ ｂｕｏｙａｎｃｙ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｏｂｏｔｉｃ ｆｉｓｈ ｓｗｉｍｍｉｎｇ ｗｉｔｈ ｍｏｄｕｌａｒ ｆｉｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ［ Ｊ］． Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ Ｐａｒｔ Ｉ⁃Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， ２００７， ２２１ （１３）： ２９５⁃３０９． ［６３］ＴＳＡＫＩＲＩＳ Ｄ Ｐ， ＳＦＡＫＩＯＴＡＫＩＳ Ｍ， ＭＥＮＣＩＡＳＳＩ Ａ， ｅｔ ａｌ． Ｐｏｌｙｃｈａｅｔｅ⁃ｌｉｋｅ ｕｎｄｕｌａｔｏｒｙ ｒｏｂｏｔｉｃ ｌｏｃｏｍｏｔｉｏｎ ［ Ｃ］ ／ ／ Ｐｒｏ⁃ ｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｒｏｂｏｔｉｃｓ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ． Ｂａｒｃｅｌｏｎａ， Ｓｐａｉｎ． ２００５： ３０１８⁃３０２３． ［６４］ＤＥＬＣＯＭＹＮ Ｆ． Ｎｅｕｒａｌ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｒｈｙｔｈｍｉｃ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｉｎ ａｎｉ⁃ ｍａｌｓ［Ｊ］． Ｓｃｉｅｎｃｅ， １９８０， ２１０（４４６９）： ４９２⁃４９８． ［６５］郑浩峻， 张秀丽， 李铁民， 等． 基于 ＣＰＧ 原理的机器人 运动控制方法［Ｊ］． 高技术通讯， ２００３， ７： ６４⁃６８． ＺＨＥＮＧ Ｈａｏｊｕｎ， ＺＨＡＮＧ Ｘｉｕｌｉ， ＬＩ Ｔｉｅｍｉｎ， ｅｔ ａｌ． ＣＰＧ⁃ ｂａｓｅｄ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｍｏｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｒｏｂｏｔ［ Ｊ］． Ｈｉｇｈ Ｔｅｃｈ⁃ ｎｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ， ２００３， ７： ６４⁃６８． ［６６］ＡＭＡＲＩ Ｓ． Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｒａｎｄｏｍ ｎｅｔｓ ｏｆ ａｎａｌｏｇ ｎｅｕｒｏｎ⁃ ｌｉｋｅ ｅｌｅｍｅｎｔｓ［Ｊ］． ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ， Ｍａｎ ａｎｄ Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ， １９７２， ２（５）： ６４３⁃６５７． ［６７］ＺＨＡＯ Ｗ， ＨＵ Ｙ， ＺＨＡＮＧ Ｌ， ｅｔ ａｌ． Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ＣＰＧ⁃ ｂａｓｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｂｉｏｍｉｍｅｔｉｃ ｒｏｂｏｔｉｃ ｆｉｓｈ ［ Ｊ］． ＩＥＴ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｔｈｅｏｒｙ ＆ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ， ２００９， ３（３）： ２８１⁃２９３． ［６８］ＷＡＮＧ Ｍ， ＹＵ Ｊ， ＴＡＮ Ｍ．Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｎｅｕｒａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｒｏ⁃ ｂｏｔｉｃ ｆｉｓｈ ｗｉｔｈ ｐｅｃｔｏｒａｌ ｆｉｎｓ ｕｓｉｎｇ ａ ＣＰＧ ｂａｓｅｄ ｎｅｔｗｏｒｋ ［Ｃ］ ／ ／ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ４８ｔｈ ＩＥＥＥ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｄｅｃｉ⁃ ｓｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ， Ｓｈａｎｇｈａｉ， Ｃｈｉｎａ， ２００９： ６５０２⁃９５０７． ［６９］ＭＡＴＳＵＯＫＡ Ｋ． Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｏｆ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａｎｄ ｐａｔｔｅｒｎ ｃｏｎ⁃ ｔｒｏｌ ｉｎ ｔｈｅ ｎｅｕｒａｌ ｒｈｙｔｈｍ ｇｅｎｅｒａｔｏｒｓ［ Ｊ］． Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｃｙｂｅｒ⁃ ｎｅｔｉｃｓ， １９８７， ５６（５ ／ ６）： ３４５⁃３５３． ［７０］ ＦＵＫＵＯＫＡ Ｙ， ＫＩＭＵＲＡ Ｈ， ＣＯＨＥＮ Ａ Ｈ． Ａｄａｐｔｉｖｅ ｄｙ⁃ ｎａｍｉｃ ｗａｌｋｉｎｇ ｏｆ ａ ｑｕａｄｒｕｐｅｄ ｒｏｂｏｔ ｏｎ ｉｒｒｅｇｕｌａｒ ｔｅｒｒａｉｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｃｅｐｔｓ［ Ｊ］． Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｒｏｂｏｔｉｃｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ， ２００３， ２２（３ ／ ４）： １８７⁃２０２． ［７１］ＨＵ Ｙ， ＺＨＡＯ Ｗ， ＷＡＮＧ Ｌ， ｅｔ ａｌ． Ｎｅｕｒａｌ⁃ｂａｓｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｍｏｄｕｌａｒ ｒｏｂｏｔｉｃ ｆｉｓｈ ｗｉｔｈ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｐｒｏｐｕｌｓｏｒｓ［Ｃ］ ／ ／ Ｐｒｏ⁃ ｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ４７ｔｈ ＩＥＥＥ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｄｅｃｉｓｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ． Ｃａｎｃｕｎ， Ｍｅｘｉｃｏ． ２００８： ５２３２⁃５２３７． ［７２］ ＩＪＳＰＥＥＲＴ Ａ Ｊ， ＣＲＥＳＰＩ Ａ， ＲＹＣＺＫＯ Ｄ， ｅｔ ａｌ． Ｆｒｏｍ ｓｗｉｍｍｉｎｇ ｔｏ ｗａｌｋｉｎｇ ｗｉｔｈ ａ ｓａｌａｍａｎｄｅｒ ｒｏｂｏｔ ｄｒｉｖｅｎ ｂｙ ａ ｓｐｉｎａｌ ｃｏｒｄ ｍｏｄｅｌ［Ｊ］． Ｓｃｉｅｎｃｅ， ２００７， ３１５（５８１７）： １４１６⁃ １４２０． ［７３］ＣＲＥＳＰＩ Ａ， ＩＪＳＰＥＥＲＴ Ａ Ｊ． Ｏｎｌｉｎｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｗｉｍ⁃ ｍｉｎｇ ａｎｄ ｃｒａｗｌｉｎｇ ｉｎ ａｎ ａｍｐｈｉｂｉｏｕｓ ｓｎａｋｅ ｒｏｂｏｔ［Ｊ］． ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｒｏｂｏｔｉｃｓ， ２００８， ２４（１）： ７５⁃８７． 作者简介： 王耀威，男，１９８９ 年生，硕士研究 生，主要研究方向为多智能体系统。 纪志坚，男，１９７３ 年生，教授，博士 生导师，博士，主要研究方向为群体系 统动力学与协调控制、复杂网络、切换 动力系统的分析与控制、系统生物以及 基于网络的控制系统等。 先后主持国 家自然科学基金项目 ２ 项，先后参与过 多项 国 家 自 然 科 学 基 金 及 “ ９７３” 和 “８６３”计划的研究，发表学术论文 ４０ 余篇，其中被 ＳＣＩ 检索 １６ 篇，ＥＩ 检索 ３０ 余篇。 翟海川，男，１９８８ 年生，硕士研究 生，主要研究方向为多智能体系统。 ·２８４· 智 能 系 统 学 报 第 ９ 卷