基于可穿戴传感器的老鼠机器人自主边境检测
Haobo Xie1, Haoze Xu2, Kedi Xu2
1State Key Laboratory of Fluid Power Transmission and Control, Zhejiang University, Hangzhou, People's Republic of China.
Bioinspiration & biomimetics
|October 2, 2025
概括
这项研究介绍了一种新的生物机器人系统,使鼠机器人能够自主地绘制未知的环境. 该可穿戴系统准确地探索田间边界,帮助搜救和矿产勘探.
科学领域:
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 生物启发工程 生物启发工程
- 人工智能的人工智能
背景情况:
- 生物机器人对搜索和救援有希望,但需要增强环境交互能力.
- 现有的研究主要集中在机器人的内在功能上,如机动和导航,忽视了外部环境映射.
- 自主探索和边界测绘对于在未知的地形中进行有效的搜救行动至关重要.
研究的目的:
- 开发一种新的系统,使老鼠机器人能够自主探索和绘制未知领域的边界.
- 为了使生物机器人能够与其外部环境互动并绘制地图.
- 为矿产勘探和搜索任务等实际应用提供技术基础.
主要方法:
- 一个配备有激光射程传感器,惯性测量单元和超宽带 (UWB) 模块的可穿戴背包是为老鼠机器人开发的.
- 随机森林算法用于运动状态分类,有限状态机器用于导航算法开发.
- 使用Ramber-Douglas-Peucker算法,利用定位和距离数据绘制了场边界.
主要成果:
- 开发的系统有效地导航了老鼠机器人,用于自主实地探索和准确的边界检测.
- 运动状态分类实现了97.86%的高准确率.
- 边境检测错误率显著低,为5.90%.
结论:
- 拟议的系统允许生物机器人进行自主探索和边界绘制,克服环境相互作用的局限性.
- 这项技术为生物机器人在搜救,矿产勘探和其他实际应用中提供了一种新的方法.
- 传感器和算法的成功集成表明了基于脑机界面的生物机器人对于复杂的环境任务的潜力.
