基于CPG的神经控制状平面机器人中的状平面运动:对非线性振荡器的评估
Qinyan Zhou1, Peisen Jia1, Hongbin Fang1
1Institute of AI and Robotics, State Key Laboratory of Medical Neurobiology, MOE Engineering Research Center of AI & Robotics, Fudan University, Shanghai, People's Republic of China.
Bioinspiration & biomimetics
|February 7, 2025
概括
这项研究评估了四个非线性振荡器,用于控制类似的机器人. 范德波尔振荡器提高了速度和转,而霍夫和库拉莫托振荡器确保了顺的步态过渡.
科学领域:
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 控制系统 控制系统
- 生物模拟技术是生物模拟的
背景情况:
- 类似于的机器人利用中央模式发生器 (CPG) 来进行机动.
- CPG使用合的非线性振荡器进行自发信号生成.
- 不同的振荡器的系统评估对于周位静止运动是缺乏的.
研究的目的:
- 综合评估四个非线性振荡器 (Hopf,Van der Pol,Matsuoka,Kuramoto) 用于基于CPG控制类似的机器人.
- 分析它们在直线,侧向和弧形平面运动中的表现.
- 为选择适应性控制的适当振荡器提供见解.
主要方法:
- 导出用于振荡器网络生成控制信号的参数条件.
- 实验验证使用一个六段的形机器人原型.
- 对信号波形对运动和步态转变的影响的分析.
主要成果:
- 四个振荡器网络都有效地控制了机器人的运动.
- 范德波尔振荡器提高了平均速度和转效率.
- 霍夫和库拉莫托振荡器在平稳的步态过渡中表现出优势.
- 松冈振荡器缺乏明确的参数调制规则.
结论:
- 振荡器的选择显著影响了运动效率,轨迹调制和步态过渡的平滑性.
- 这些发现指导了用于虫类机器人的CPG振荡器的选择.
- 这项研究为未来的复杂环境中的自适应CPG控制奠定了基础.


