果蝇运动全身物理模拟：解析具身情境下感觉运动行为的神经控制奥秘

时间：2025年4月24日

来源：Nature

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动物身体影响神经系统产生行为的方式，精确模拟感觉运动行为的神经控制需详细的身体生物力学表征。研究人员开展果蝇（Drosophila melanogaster）全身物理模拟研究，开发新模型，用强化学习训练神经网络控制器，该模型为相关研究提供开源平台。

动物的身体对其神经系统产生行为的方式有着重要影响¹。想要精确地对感觉运动行为的神经控制进行建模，就需要有一个在解剖学上详细的身体生物力学表征。在这里，研究人员在物理模拟器中引入了果蝇（Drosophila melanogaster）的全身模型² 。该模型作为一个通用框架，能够模拟果蝇的多种行为，包括陆地和空中运动。研究人员通过复现逼真的行走和飞行行为，验证了该模型的通用性。为了支持这些行为，研究人员开发了新的关于流体力和粘附力的唯象模型。利用数据驱动的端到端强化学习^3,4，研究人员训练出了神经网络控制器，这种控制器能够根据高级转向指令，沿着复杂轨迹产生逼真的运动^5,6,7。此外，研究人员还展示了视觉传感器和分层运动控制⁸的应用，训练一个高级控制器，使其能够复用预训练的低级飞行控制器，以执行视觉引导的飞行任务。该模型作为一个开源平台，可用于在具身情境下研究感觉运动行为的神经控制。