接触反有助于蛇机器人通过垂直曲来推进不平坦的地形

科学领域:

• 机器人技术 机器人技术 机器人技术
• 生物模拟技术是生物模拟的
• 控制系统 控制系统

背景情况:

• 蛇利用横向的身体曲来在平面上进行推进,这种机制在蛇机器人中得到了很好的复制.
• 垂直的身体曲使蛇能够穿越高度不平坦的地形,但对机器人的控制仍然不太了解.
• 假设机械感应反可以帮助蛇适应垂直曲以在不同地形上进行推进.

研究的目的:

• 系统地研究传感反控制在蛇机器人推进中发挥的作用,使用垂直的身体在不平坦的地形上曲.
• 在不同的地形条件和负载下,比较feedforward与各种反控制策略的有效性.
• 了解身体重量如何影响垂直曲运动期间的推进和运动性能.

主要方法:

• 配备有力传感器的蛇机器人被用来研究对大型凸起的垂直曲推进.
• 实施并比较了feedforward和四个不同的反控制器,这些控制器使用不同的感官信息.
• 机器人受到越来越多的后向负载和新的地形几何形状,以评估控制器的性能和强度.
• 身体曲调节的程度 (形状与推动) 是不同的,以评估其对运动的影响.

主要成果:

• 在曲形状与地形相匹配时,前进控制实现了显著的推进,但在引起接触损失的干扰下失败了.
• 接触反控制成功恢复了地形接触和推进,解决了前进控制遇到的问题.
• 过度适应地形中断了形状的传播,而过度推进导致了频繁的发动机停机.
• 身体重量有助于接触维护,但也可以在垂直曲推进过程中过载电机,与横向曲不同.

结论:

• 传感反控制对于在不平坦地形上使用蛇机器人的强大的垂直曲推进是必不可少的.
• 优化反控制策略,平衡形状和推进,是有效和安全运动的关键.
• 了解这些原则可以为设计更有能力的蛇机器人提供信息,并提供有关生物蛇运动的见解.