Проворный робот, похожий на крысу, когда-нибудь сможет проводить проверки

Роботы с ногами очень перспективны для использования в реальных приложениях, но их работа в узких местах все еще остается сложной задачей. Одним из решений повышения их адаптивности к окружающей среде является разработка биомиметического робота небольшого размера, способного выполнять несколько движений и нести полезную нагрузку. При этом крысы, обитающие в пещерах, привлекли к себе большое внимание благодаря своей непревзойденной ловкости и приспособляемости. Было предпринято много усилий, чтобы имитировать морфологию или характеристики движения крыс.

Недавно группа под руководством профессора Цин Ши из Пекинского технологического института, Китай, разработала новую роботизированную крысу, названную SQuRo (маленькая четвероногая роботизированная крыса).

Команда профессора Ши разработала роботов, способных воспроизводить их движения и поведение. Благодаря биологическому дизайну они разработали колесную роботизированную крысу, способную вести себя как крысы. Недавно они заменили колеса на ножки, чтобы еще больше повысить маневренность. В этом исследовании, опубликованном в журнале IEEE Transactions on Robotics результаты экспериментов показали, что робот на ногах SQuRo способен имитировать движение настоящих крыс в узких местах.

Крысы могут приспосабливаться к узким пространствам благодаря своему удлиненному тонкому телу и непревзойденной ловкости. Чтобы скопировать ловкость движения, команда в полной мере использовала морфологию и характеристики движения крыс, передвигающихся в пещерах. Команда сначала извлекла ключевые двигательные суставы (KMJs) крыс и завершила конфигурацию (степень свободы) DOF. В частности, они разработали 2 степени свободы в каждой конечности, чтобы воспроизвести движение конечностей, 2 степени свободы в талии и 2 степени свободы в голове, чтобы воспроизвести движение гибкого позвоночника. Благодаря длинному и гибкому позвоночнику SQuRo может сгибать свое тело и быстро поворачиваться.

Помимо копирования морфологии крыс, роботизированная крыса также имеет характеристики передвижения крыс. С этой целью команда предложила иерархический контроллер без обратной связи для достижения мультимодального движения, подобного крысиному. Структура управления в основном состоит из трех уровней:1) планировщик нескольких движений с четырьмя основными режимами движения и установленной прямой зависимостью между управляющей переменной и силами реакции земли (GRFs); 2) оптимизация параметров с учетом пределов устойчивости и срабатывания; 3) генерация траектории каждого сустава. Структура управления делает возможными гибкие движения и быстрые переходы.

Благодаря биомиметической гибкой структуре и мультимодальному управлению движением, SQuRo может выполнять различные движения, такие как приседание, ходьба, ползание и повороты, а также может восстанавливаться после падения, контролируя свои конечности и шейные части, чтобы соответствующим образом отрегулировать свой центр. масса (CoM). Более того, в ходе полевых испытаний SQuRo успешно прошел неровный узкий проход (внутренняя ширина 90 мм), преодолел препятствие высотой 30 мм и добился стабильного движения по склону с наклоном 15°, что демонстрирует его потенциал. применение для задач проверки в узких пространствах.

По сравнению с современными четвероногими роботами аналогичного масштаба, недавно разработанный SQuRo имеет относительно более вытянутое, более тонкое тело и меньший вес. Минимальный радиус поворота составляет 0,48 длины тела, что намного меньше, чем у других роботов. Кроме того, SQuRo может достигать устойчивой локомоции даже после переноски груза, равного 91 проценту его собственного веса, что демонстрирует его превосходную переносимость полезной нагрузки по сравнению с четвероногими роботами небольшого размера. Эти возможности позволяют SQuRo быстро проходить через узкие пространства и пересеченную местность и выполнять такие задачи, как обнаружение или транспортировка в соответствующих сценариях.

Для получения дополнительной информации обратитесь к Руокси Тиану, IEEE Transactions on Robotics, по адресу Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра..