一个生物机器人的自主管道导航,带有增强的步行刺激

科学领域:

• 生物模拟机器人机器人技术
• 基于昆虫的移动方式
• 自主系统 自主系统

背景情况:

• 人工机器人面临着在管道等狭窄空间的机动和动力限制.
• 生物机器人在灵活性,有效载荷能力和耐力方面比人工机器人有优势.
• 由于昆虫习惯于电刺激,控制生物机器人是一项挑战.

研究的目的:

• 为了实现在封闭的,黑暗的管道中实现生物机器人的自主运动控制.
• 开发一种协同刺激策略,以克服昆虫习惯并加强控制.
• 为了证明生物机器人在管道导航中的实际应用.

主要方法:

• 集成的车载传感系统包括微摄像头和惯性测量单元 (IMU) 传感器.
• 开发了一种协同的电刺激策略,以尽量减少习惯并最大限度地提高控制效率.
• 监控二氧化碳释放以评估由于有效载荷和刺激而导致的代谢率变化.

主要成果:

• 实现了自主管道导航,使用图像处理进行交叉点识别和IMU进行定向.
• 协同刺激策略使100多个有效的转向控制成为可能,大大减少了习惯.
• 经过大约10次成功的导航周期,证明了完全自主管道导航.
• 观察到随着有效载荷和刺激的增加,新陈代谢率的增加,表明活动的增强.

结论:

• 生物机器人具有增强的控制和自主导航,可用于管道检查.
• 协同刺激策略在克服生物机器人控制中的习惯性挑战方面是有效的.
• 这项研究提出了一种新的,实用的技术,在基础设施检查中有着未来的应用.