在,机器人和恐龙的尾部辅助音调控制
Thomas Libby1, Talia Y Moore, Evan Chang-Siu
1Center for Interdisciplinary Bio-Inspiration in Education and Research, University of California, Berkeley, California 94720-3140, USA.
Nature
|January 6, 2012
概括
在跳跃时积极使用尾巴来稳定身体,重定向角动量. 这种动态的尾部控制增强了敏捷性,并提供了对动物运动和机器人设计的见解.
科学领域:
- 生物力学 生物力学
- 动物学 动物学
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
背景情况:
- 热足类恐龙可能使用尾巴进行动态稳定.
- 通过摆动的附属体进行惯性控制,有助于各种动物的运动.
- 的尾巴在运动中的功能仍然存在争议,在尾巴丢失后的表现结果各不相同.
研究的目的:
- 调查积极的尾巴摆动在运动期间稳定身体姿势中的作用.
- 应用一个控制理论框架来理解惯性附属体的使用.
- 探索以尾部为基础的稳定及其机器人应用潜力的进化影响.
主要方法:
- 视频记录了红头阿玛玛 (Agama agama) 以诱导的角动量扰动进行跳跃.
- 开发了一种大小的机器人,具有活跃的尾巴,用于控制的音调稳定实验.
- 利用动力学模型来比较摆动,刚性,顺应和缺席的尾巴的旋转效应.
主要成果:
- 主动控制尾部摆动,以重定向角动量,稳定三角平面的身体姿势.
- 一个摇摆的尾巴显著减少身体的旋转与刚性,合规,或没有尾巴的场景相比.
- 一种Velociraptor mongoliensis的模型显示出比Agama更高的尾巴效果,支持动态稳定假设.
结论:
- 活跃的尾巴控制对于稳定跳跃的身体姿势至关重要.
- 这项研究促进了对附属体进化和运动中的惯性控制的理解.
- 这些发现为开发敏捷,可操纵的机器人提供了生物灵感.
