機(jī)器人技術(shù)越來(lái)越被視為動(dòng)物行為背后的大腦功能結(jié)構(gòu)計(jì)算模型的有用測(cè)試平臺(tái)。本文概述了過(guò)去和現(xiàn)在的工作，重點(diǎn)是概率和動(dòng)態(tài)模型，包括以自由能原理為前提的方法，將這一努力與大腦構(gòu)成分層控制系統(tǒng)的證據(jù)聯(lián)系起來(lái)。我們認(rèn)為，未來(lái)的神經(jīng)機(jī)器人模型應(yīng)該整合多種神經(jīng)生物學(xué)約束。

神經(jīng)機(jī)器人學(xué)，旨在證明受大腦啟發(fā)的控制在具體物理系統(tǒng)中的有用性（如下圖）。對(duì)基礎(chǔ)理論的完整性進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)試，特別是在目標(biāo)大腦子系統(tǒng)在感知與行動(dòng)的實(shí)時(shí)協(xié)調(diào)中的作用（A）Salamandra Robotica，一種可以游泳和行走的兩棲機(jī)器人，由脊椎動(dòng)物脊髓振蕩網(wǎng)絡(luò)模型控制。（B）WhiskEye，大腦系統(tǒng)的機(jī)器人模型，包括小腦，基底神經(jīng)節(jié)，上丘和海馬體，哺乳動(dòng)物振動(dòng)系統(tǒng)中的潛在導(dǎo)航和主動(dòng)感應(yīng)。（C）iCub，一種廣泛用于模擬人類(lèi)感知，認(rèn)知，運(yùn)動(dòng)控制和社交互動(dòng)的人形機(jī)器人。（D）神經(jīng)機(jī)器人的設(shè)計(jì)涉及將神經(jīng)回路的計(jì)算模型與動(dòng)物感覺(jué)和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的物理模型連接。通常，控制系統(tǒng)還包括非神經(jīng)啟發(fā)的組件。在與其環(huán)境/生態(tài)位適當(dāng)匹配的精心設(shè)計(jì)的機(jī)器人中，機(jī)器人身體的形態(tài)可以簡(jiǎn)化控制某些方面[稱(chēng)為“形態(tài)計(jì)算”]。由此產(chǎn)生的生物體物理模型能夠在現(xiàn)實(shí)世界環(huán)境中運(yùn)行，作為嵌入式神經(jīng)模型產(chǎn)生適應(yīng)性行為能力的有力測(cè)試。

各種大腦子系統(tǒng)的功能已經(jīng)在各種形式主義中被成功地捕獲了。這些包括源自強(qiáng)化學(xué)習(xí)、自適應(yīng)控制和動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的形式主義，即大腦的不同部分實(shí)現(xiàn)不同類(lèi)型的學(xué)習(xí)設(shè)備。通過(guò)擴(kuò)展早期的見(jiàn)解，例如Mosaic模型，預(yù)測(cè)處理激發(fā)了近的神經(jīng)機(jī)器人研究，從上到下突出了不同控制方法之間的正式關(guān)系。然而，在我們看來(lái)，預(yù)測(cè)處理不應(yīng)被視為通過(guò)機(jī)器人技術(shù)探索自然設(shè)計(jì)原理的單一途徑。需要更廣泛的生物學(xué)原理基礎(chǔ)，包括約束關(guān)閉和行動(dòng)主義以及生物智能出現(xiàn)的歷史所產(chǎn)生的原則。作為通過(guò)物理建模理解大腦的途徑，我們認(rèn)為混合的分層架構(gòu)，包括小化自由能的組件，可能提供有希望的路徑。這種方法可能會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)機(jī)器人平臺(tái)能夠產(chǎn)生復(fù)雜的類(lèi)似生命的行為！