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生物系统在与环境交互过程中所表现的灵活性与高效性一直以来受到人类的关注，并希望模仿其形态得到相应的功能。运动和认知是动物的两个基本功能，也是认知神经动力学研究的两大基本课题。对其功能实现机制机理进行研究，可以为工程设计和开发以获得高效而灵活的应用提供新的思路和灵感。
本文建立了利用本体感受力学信息进行扭矩反馈的弹性侧腿(LLS)模型来模拟昆虫的爬行动态。通过合理的简化和理想化，建立了这一模型的动力学方程。在模型参数与具体的昆虫一致的情况下对这一模型在MATLAB环境下进行仿真。仿真结果与实验观察结果表现出相同的特性。通过对仿真结果进行分析，本文发现，昆虫自身的外骨骼肌肉系统的结构和力学特性在维持自身运动平衡方面起到重要作用。在昆虫的快速爬行中，由于其运动速度超过了上层控制系统能够进行响应的程度，因此在快速爬行时，主要通过昆虫的本体感受反馈控制来维持爬行的稳定性。
在此基础上，本文研究了昆虫爬行时的方向控制问题。建立了基于扩展Gabor函数的运动视觉处理模型。首先采用扩展Gabor函数作为核函数来模拟初级视皮层简单细胞及复杂细胞的感受野特性，并分别模拟了对具有一定方向和速度输入光栅的选择特性。以复杂细胞作为局部运动检测子，建立了一个检测子阵列，作为运动信息的直接模型。在此基础上，本文引入了水平连接的调制作用，这种水平连接的调制作用决定于神经元之间的方向选择差异以及排列关系，并考虑到了信息传播的速度限制引起的时间动态特性。对模型输入动态图像序列进行仿真，并对输出结果进行分析，本文发现这种水平连接在抑制神经元噪声，纠正运动方向表达中具有重要作用，并认为这种机制与信息的全局加工有关。