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Erschienen in:
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2017 | OriginalPaper | Buchkapitel

Neuronal Distance Estimation by a Fly-Robot Interface

verfasst von : Jiaqi V. Huang, Holger G. Krapp

Erschienen in: Biomimetic and Biohybrid Systems

Verlag: Springer International Publishing

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Abstract

The ability of an autonomous robot to avoid collisions depends on distance estimates. In this paper, we focus on open-loop responses of the identified directional-selective H1-cell in the fly brain, recorded in animals that are mounted on a 2-wheeled robot. During oscillatory forward movement along a wall clad with a pattern of vertical stripes on one side of the robot, the H1-cell periodically increases and decreases its spike rate, where the response amplitude depends on two parameters: (i) the turning radius of the robot, and (ii) the distance between the wall and the mean forward trajectory of the robot. For small turning radii, we found a monotonic relationship between the H1-cell’s spike rate and wall distance. Our results suggest that, given a known turning radius, the responses of the H1-cell could be used in a negative feedback-loop to control the average forward trajectory of an autonomous robot that avoids collisions with potential obstacles in its environment.

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Literatur
1.
2.
3.
4.
Sarpeshkar, R.: Ultra Low Power Bioelectronics: Fundamentals, Biomedical Applications, and Bio-Inspired Systems. Cambridge University Press, Cambridge (2010)CrossRef
5.
Huang, J.V., Krapp, H.G.: Miniaturized electrophysiology platform for fly-robot interface to study multisensory integration. In: Lepora, N.F., Mura, A., Krapp, H.G., Verschure, P.F.M.J., Prescott, T.J. (eds.) Living Machines 2013. LNCS, vol. 8064, pp. 119–130. Springer, Heidelberg (2013). doi:10.​1007/​978-3-642-39802-5_​11 CrossRef
6.
Huang, J.V., Krapp, H.G.: A predictive model for closed-loop collision avoidance in a fly-robotic interface. In: Duff, A., Lepora, N.F., Mura, A., Prescott, T.J., Verschure, P.F.M.J. (eds.) Living Machines 2014. LNCS, vol. 8608, pp. 130–141. Springer, Cham (2014). doi:10.​1007/​978-3-319-09435-9_​12
7.
Huang, J.V., Krapp, H.G.: Closed-loop control in an autonomous bio-hybrid robot system based on binocular neuronal input. In: Wilson, S.P., Verschure, P.F.M.J., Mura, A., Prescott, T.J. (eds.) Living Machines 2015. LNCS, vol. 9222, pp. 164–174. Springer, Cham (2015). doi:10.​1007/​978-3-319-22979-9_​17 CrossRef
8.
Huang, J.V., Wang, Y., Krapp, H.G.: Wall following in a semi-closed-loop fly-robotic interface. In: Lepora, N.F.F., Mura, A., Mangan, M., Verschure, P.F.M.J., Desmulliez, M., Prescott, T.J. (eds.) Living Machines 2016. LNCS, vol. 9793, pp. 85–96. Springer, Cham (2016). doi:10.​1007/​978-3-319-42417-0_​9 CrossRef
9.
10.
Hausen, K.: Functional characterization and anatomical identification of motion sensitive neurons in the lobula plate of the blowfly Calliphora erythrocephala. Z. Naturforsch. 31, 629–633 (1976)
11.
Krapp, H.G., Hengstenberg, R., Egelhaaf, M.: Binocular contributions to optic flow processing in the fly visual system. J. Neurophysiol. 85, 724–734 (2001)
12.
Jung, S.N., Borst, A., Haag, J.: Flight activity alters velocity tuning of fly motion-sensitive neurons. J. Neurosci. 31, 9231–9237 (2011)CrossRef
13.
Longden, K.D., Krapp, H.G.: Octopaminergic modulation of temporal frequency coding in an identified optic flow-processing interneuron. Front. Syst. Neurosci. 4, 153 (2010)CrossRef
14.
Maddess, T., Laughlin, S.B.: Adaptation of the motion-sensitive neuron H1 is generated locally and governed by contrast frequency. Proc. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. 225, 251–275 (1985)CrossRef
15.
Lewen, G.D., Bialek, W., de Ruyter van Steveninck, R.R.: Neural coding of naturalistic motion stimuli. Netw. Bristol Engl. 12, 317–329 (2001)CrossRef
16.
Huston, S.J., Krapp, H.G.: Nonlinear integration of visual and haltere inputs in fly neck motor neurons. J. Neurosci. 29, 13097–13105 (2009)CrossRef
17.
Parsons, M.M., Krapp, H.G., Laughlin, S.B.: A motion-sensitive neurone responds to signals from the two visual systems of the blowfly, the compound eyes and ocelli. J. Exp. Biol. 209, 4464–4474 (2006)CrossRef
18.
Franceschini, N.: Pupil and pseudopupil in the compound eye of drosophila. In: Wehner, R. (ed.) Information Processing in the Visual Systems of Anthropods, pp. 75–82. Springer, Heidelberg (1972). doi:10.​1007/​978-3-642-65477-0_​10 CrossRef
19.
Karmeier, K., Tabor, R., Egelhaaf, M., Krapp, H.G.: Early visual experience and the receptive-field organization of optic flow processing interneurons in the fly motion pathway. Vis. Neurosci. 18, 1–8 (2001)CrossRef
20.
Borst, A., Egelhaaf, M., Haag, J.: Mechanisms of dendritic integration underlying gain control in fly motion-sensitive interneurons. J. Comput. Neurosci. 2, 5–18 (1995)CrossRefMATH
21.
22.
Chahl, J.S.: Range and egomotion estimation from compound photodetector arrays with parallel optical axis using optical flow techniques. Appl. Opt. 53, 368–375 (2014)CrossRef
23.
Land, M.F.: Visual acuity in insects. Annu. Rev. Entomol. 42, 147–177 (1997)CrossRef
24.
Lindemann, J.P., Kern, R., van Hateren, J.H., Ritter, H., Egelhaaf, M.: On the computations analyzing natural optic flow: quantitative model analysis of the blowfly motion vision pathway. J. Neurosci. 25, 6435–6448 (2005)CrossRef
25.
Bertrand, O.J.N., Lindemann, J.P., Egelhaaf, M.: A bio-inspired collision avoidance model based on spatial information derived from motion detectors leads to common routes. PLoS Comput. Biol. 11, e1004339 (2015)CrossRef
26.
Kim, A.J., Fitzgerald, J.K., Maimon, G.: Cellular evidence for efference copy in Drosophila visuomotor processing. Nat. Neurosci. 18, 1247–1255 (2015)CrossRef
Metadaten
Titel
Neuronal Distance Estimation by a Fly-Robot Interface
verfasst von
Jiaqi V. Huang
Holger G. Krapp
Copyright-Jahr
2017
Buch
Biomimetic and Biohybrid Systems

Print ISBN: 978-3-319-63536-1

Electronic ISBN: 978-3-319-63537-8

Copyright-Jahr: 2017

DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-319-63537-8_18