一种鲤鱼水生动物机器人颅腔防水封固方法与流程

本发明涉及生物控制领域，尤其是一种将鲤鱼水生动物机器人植入电极后颅腔防水封固的方法。

背景技术：

人类对动物进行生物行为控制是当今世界一个崭新的高科技应用前沿领域，通过对动物行为的有效控制可以执行多种任务，可以应用于水质监测、水上搜救、海洋维权、海洋生态环境监测、反恐侦查、军事国防、工业应用以及医疗领域等，是一个具有广泛应用前景的重要领域。

对动物机器人进行生物控制的方法有多种，但最有效方法是应用脑控技术实现生物控制。利用脑控技术进行生物控制的方法之一是应用开颅法将电极植入动物机器人的脑运动功能区，然后对颅腔进行封固。

日本金鱼机器人将有机硅弹性体倒入颅腔，所产生的孔用牙科丙烯酸覆盖。但在颅腔中注入有机硅会增加水生动物机器人头部的物理压力，并且由于生物相容性可能会对水生动物机器人的脑组织造成损伤。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种使用方便、安全有效的鲤鱼水生动物机器人颅腔防水封固方法。

为实现上述目的，采用了以下技术方案：本发明所述方法步骤如下：

步骤1，选择体长为34.7cm±1.05cm的成年健康鲤鱼，体长为从鲤鱼吻部到鱼鳞与尾鳍交界处的长度，将鲤鱼置于浓度为0.36g/l丁香酚溶液中进行药浴麻醉，之后将鲤鱼固定在专用固定槽内；

步骤2，用电动磨具将鲤鱼颅骨打开；

步骤3，利用电子计算机断层扫描(computedtomography,ct)及磁共振成像(magneticresonanceimaging,mri)进行定位与导航，并借助数显式脑立体定位仪在鲤鱼脑部植入刺激电极；

步骤4，根据开颅的形状和大小，自制一个透明的塑料片，塑料片中心位置开设圆孔，连接颅脑内部电极的导线从该圆孔穿过与刺激器相连接；

步骤5，将自制的塑料片搭载在鲤鱼头部，在塑料片靠近后端的横向中点位置处用图钉将塑料片固定在颅骨上；

步骤6，将牙科石膏涂抹在塑料片与鲤鱼贴合位置四周、图钉位置和导线穿出的圆孔位置；

步骤7，待鲤鱼苏醒后，对鲤鱼机器人进行运动行为控制。

进一步的，打开鲤鱼颅骨的颅腔大小为3.0*2.5cm²。

进一步的，所述自制的透明塑料片为3.5*4.0cm²的透明塑料片。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、透明的塑料片，可实时观察电极植入的位置及可能脱落的情况，有助于在开颅的情况下实现鲤鱼水生动物机器人的行为运动控制。

2、塑料片与鲤鱼贴合位置周围用牙科石膏加以固定并做防水处理，防止控制实验过程中水进入鲤鱼颅腔中，可以更好地对鲤鱼机器人进行水下控制。

3、连接颅脑内部电极的导线从圆孔穿过与刺激器相连接，避免因布线混乱影响控制效果等问题。

附图说明

图1是本发明方法的安装示意图。

图2是本发明方法中的透明塑料片的安装侧视图。

图中：1为透明塑料片；2为图钉；3为圆孔；4为导线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

如图1所示，本发明方法的步骤如下：

1、选择体长为34.7cm的成年健康鲤鱼，体长为从鲤鱼吻部到鱼鳞与尾鳍交界处，将鲤鱼置于浓度为0.36g/l丁香酚溶液中进行药浴麻醉，将鲤鱼固定在专用固定槽内。

2、用电动磨具将鲤鱼颅骨打开，颅腔大小为3.0*2.5cm²。

3、利用ct和mri进行定位与导航，并借助脑立体定位仪在鲤鱼脑部特定位置植入刺激电极。

4、根据开颅的形状和大小，自制一个长宽为4.0*3.5cm²的透明塑料片1。

5、将自制的塑料片搭载在鲤鱼头部，塑料片后端0.5cm处中央位置用图钉2将其固定在颅骨上。

6、在塑料片中心位置钻一直径为0.5cm的圆孔3，连接颅脑内部电极的导线4从该圆孔穿过与刺激器相连接。

7、将牙科石膏涂抹在塑料片与鲤鱼贴合位置四周、图钉位置和导线穿出位置。

8、待鲤鱼苏醒后，应用控制系统对鲤鱼水生动物机器人进行水下运动行为的控制。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种鲤鱼水生动物机器人颅腔防水封固方法，将鲤鱼放入丁香酚溶液中进行药浴麻醉；打开鲤鱼颅骨，利用CT和MRI进行定位与导航，借助脑立体定位仪将电极植入脑运动区；将透明塑料片搭载在头部，在塑料片后端用图钉将其固定在颅骨上；在塑料片中心钻一圆孔，将脑电极导线从圆孔穿出与刺激器相连；将牙科石膏涂抹在塑料片与鲤鱼贴合位置四周、图钉位置和导线穿出位置；应用控制系统对鲤鱼机器人进行水下运动控制。本发明方法使用方便、安全有效，可达到封闭颅腔、固定电极、防水处理及观察电极植入状况的作用。

技术研发人员：彭勇;韩晓晓;刘洋;苏佩华;闫艳红;王婷婷;王丽娇;刘佳宁
受保护的技术使用者：燕山大学
技术研发日：2017.10.26
技术公布日：2018.03.13