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动物神经学家经过长期的研究发现啮齿类动物大脑内的海马结构是动物进行环境认知和导航的关键脑区，但其神经元作用机理至今仍不完全清楚。海马结构中神经元在老鼠环境认知中所起的作用、各神经元之间的相互关系及其建模方法的研究是目前研究的热点。课题组借助生物学上老鼠海马结构在环境认知过程中所起作用的研究成果，在研究老鼠环境认知生理学机理的基础上，研究仿老鼠海马结构的自主移动机器人环境认知发育模型及其物理体现方法。本文构建了两种内嗅皮层中网格细胞的模型，并对内嗅皮层中网格细胞网格野形成海马中位置细胞位置野的建模方法进行了深入研究。主要研究工作包括: (1)根据内嗅皮层中网格细胞网格野形成的吸引子机理，构建一种网格细胞的吸引子网络模型。将网格细胞放电特征和神经网络的细胞排列特征进行对应，建立网格细胞的吸引子网络模型。仿真结果表明该模型能够较好的模拟网格细胞的网格野。 (2)根据内嗅皮层中网格细胞网格野形成的振荡干扰机理，构建一种网格细胞的振荡干扰模型。计算老鼠运动时在各个头朝向细胞最优方向上的位移偏离量，将网格间距和网格大小作为判断网格细胞是否激活的重要参数，建立网格细胞的振荡干扰模型。仿真结果表明该模型能够较好的模拟网格细胞网格野的形成过程。 (3)基于沿着内嗅皮层背腹侧轴网格细胞网格野的半径逐渐增大、沿着海马背腹侧轴位置细胞的位置野半径也逐渐增大的生物学基础，构建网格细胞网格野相互作用形成位置细胞位置野的一种数学模型。首先，三个二维cos波相互作用形成具有不同空间特征的网格细胞网格野，选择具有相同位相、不同间距、不同定向的网格细胞作为位置细胞输入，然后通过傅里叶变换计算网格细胞到位置细胞的输入权值，最后将网格细胞到位置细胞的权值向量与网格细胞激活率向量的点积与阈值比较得到位置细胞的激活率。仿真结果表明，该模型在较少网格细胞作为输入的情况下就可产生稳定的位置细胞位置野。 (4)基于生物学上海马中发现的侧抑制现象，构建网格细胞到位置细胞的竞争型神经网络模型。首先，随机选择具有不同空间特征的网格细胞作为网络输入，建立位置细胞竞争网络，通过竞争算法产生具有多个激活区域的位置细胞位置野;其次在竞争机制的基础上加入Hebb学习规则，在训练过程中不断调整网格细胞到位置细胞的联结权值，最终产生具有单个激活区域的位置细胞位置野;最后改进Hebb学习规则，利用跟踪学习算法产生具有较大激活区域的位置细胞位置野。仿真结果表明，该模型较好的模拟了生物学上从内嗅皮层到齿状回再到CA3区的信息通路。