電源是動物機器人獲得有效刺激的關鍵要素，應用光伏電池并監測其參數變化可以指導操作者獲得最佳的刺激策略，從而有效延長動物機器人的控制時間，本文旨在研究一種面向動物機器人刺激器的光伏電池在線監測系統。該系統主要由電池信息采樣電路、多通道神經信號發生器、電源模塊和人機交互界面組成，通過多通道信號發生器適時刺激可以對動物機器人進行遠程導航控制，同時電池信息采樣電路實時采集電池的電壓、電流、溫度、電量信息，顯示在人機交互系統上，并對電池的異常狀態進行報警。通過充放電測試獲得電池相關參數，并對不同光照強度下的系統續航時間和神經信號發生器的刺激效果進行了測試。結果表明電池電壓、電流、電量采樣誤差分別小于15 mV、5 mA、6 mAh。在78 320 lx的光照強度下，相較于無光伏電池的系統，續航時間延長了148%，在一定程度上解決了動物機器人的續航問題。刺激實驗結果表明系統可以控制動物機器人完成左、右轉動作，成功率均在80%以上。本系統所獲得的參數可以為研究人員優化動物控制策略提供依據。
為了探究將磁刺激技術應用于動物機器人運動控制的可行性，本文面向鴿子機器人，仿真分析線圈半徑、匝數等因素對磁刺激強度、深度及聚焦性的影響，提出線圈設計方案。將線圈置于鴿子頭部及腿部，磁刺激同時記錄腿部肌電。結果發現，磁刺激時肌電明顯增強。降低磁刺激系統輸出頻率，輸出電流增大，肌電隨之增強。與腦部磁刺激相比，刺激坐骨神經引起的肌電增強反應更為顯著。這表明，磁刺激系統通過驅動該線圈可以有效地實現對腦及外周神經功能的調控。本研究為后續實用性線圈優化改進提供了理論及實驗指導，為動物機器人磁刺激運動控制實施奠定了初步的理論和實驗基礎。
時間干涉（TI）作為一種新的神經調控技術可以應用于非侵入性深部腦刺激。為了驗證它在動物運動行為調控中的有效性，本文使用TI方法將包絡電場聚焦到小鼠腦深部的丘腦腹后外側核（VPL）調控左、右轉運動行為。通過有限元方法分析TI在小鼠VPL的聚焦性，利用數值計算獲得聚焦面積和體積，采用刺激器產生TI電流對小鼠VPL進行刺激，驗證TI刺激方法的有效性，進一步通過c-Fos免疫熒光實驗確定聚焦位置的準確性。結果表明，通過調整電極位置，當刺激電流達到800 μA時，TI刺激產生的電場能夠聚焦到VPL核團；小鼠能夠根據刺激位置進行相應的左、右轉；刺激后VPL核團c-Fos陽性細胞標記明顯增加。本研究證實了TI在動物運動行為調控中的可行性，為動物機器人提供了一種對腦組織無創的刺激方法。