基于叉形分岔的多足机器人高级转向机动
机器人学
2022-05-16 v2
摘要
腿式机器人具有卓越的地面移动能力以穿越多样环境,因而有潜力部署于广泛场景中。然而,其在运动过程中易跌倒与腿故障。尽管使用大量腿可克服这些问题,但会使机体变长并导致许多腿受约束接触地面以支撑长机体,从而妨碍机动性。为提升此类机器人的运动机动性,本研究聚焦于引发快速且大幅运动变化的动态不稳定性,并使用具有柔性体轴的12腿机器人。我们此前工作发现,当改变体轴柔性时,机器人的直线行走通过Hopf分岔变得不稳定,从而引发机体波动。此外,我们基于Hopf分岔开发了简单控制器,并展示该不稳定性有助于机器人转向。本研究中,我们新发现当以不同于此前工作的方式改变体轴柔性时,直线行走通过叉形分岔变得不稳定。而且,叉形分岔引发向弯曲行走的过渡,其曲率可由体轴柔性控制。我们基于叉形分岔特性开发了简单控制器,并展示该机器人可执行优于此前控制器的转向机动。本研究为多足机器人利用内在动态特性实现机动运动提供了新颖设计原理。
引用
@article{arxiv.2107.01837,
title = {Advanced turning maneuver of a multi-legged robot using pitchfork bifurcation},
author = {Shinya Aoi and Ryoe Tomatsu and Yuki Yabuuchi and Daiki Morozumi and Kota Okamoto and Soichiro Fujiki and Kei Senda and Kazuo Tsuchiya},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.01837},
year = {2022}
}