一个生物启发的可调节姿势的四足机器人,具有横向波动的脊椎,适用于地力学上具有挑战性的环境
Saurav Kumar Dutta1,2, Yasemin Ozkan-Aydin3
1Electrical Engineering, University of Notre Dame, Notre Dame, IN, 46556, USA.
Scientific reports
|July 27, 2025
概括
这种生物灵感的四足机器人适应复杂的地形,使用独特的脊椎和姿势改变机制. 它的设计增强了稳定性和导航性,使其能够在充满挑战的环境中有效地移动.
科学领域:
- 机器人和生物启发的工程机器人学.
- 生物系统中的形态适应 生物系统中的形态适应
- 地力学环境 导航 地力学环境 导航
背景情况:
- 生物有机体对不断变化的环境表现出重要的形态适应.
- 机器人模拟适应性受到材料,控制和设计复杂性的挑战.
- 在非结构化,不可预测的现实世界场景中需要多功能机器人.
研究的目的:
- 介绍一个生物灵感的四足机器人,具有横向波动的脊椎和改变姿势的机制.
- 能够在复杂的地力学环境中适应.
- 弥合理论上的适应能力和实际的机器人部署之间的差距.
主要方法:
- 采用对称平行图机制来精确控制高度和宽度.
- 实现横向波动,在姿势变化期间提供积极的稳定性.
- 确保重心保持在支三角内,减少对复杂传感器或算法的依赖.
主要成果:
- 成功穿越平坦和倾斜的表面 (10°上坡/下坡).
- 通过狭窄宽度的封闭道进行导航.
- 根据地形粗性,在某些配置中观察到高达30%的更快的移动速度.
- 在特定姿势中表现出一致的低整体能源消耗,电力增加适度.
结论:
- 机器人可以有效地在多样化和复杂的地形上导航.
- 侧面波动提供了固有的稳定性,简化了控制.
- 该设计为可适应机器人运动提供了一种实用的方法.
- 为探索和应对灾害的多功能,自主系统做出贡献.
