一种开源、可复现的能在障碍物间导航的紧致机器人
机器人学
2025-11-11 v1
摘要
紧致机器人由刚性棒杆和弹性腱索组成，具有抗冲击性、低质量和适应非结构化地形的特点。然而，其合规性和复杂的耦合动力学为建模和控制带来了挑战，阻碍了路径规划和障碍规避。本文提出了一个完整的、开源的、可复现的系统，使 3 杆紧致机器人能够在已知障碍位置之间导航。该系统包括：(i) 一种经济实惠的开源硬件设计，和 (ii) 用于物理建模、系统辨识、状态估计、路径规划和控制的集成开源软件堆栈。所有硬件和软件均在 https://sites.google.com/view/tensegrity-navigation/ 公开。该系统跟踪机器人的姿态，并在已知障碍位置之间执行无碰撞路径以到达指定目标。通过包括垂直跌落、坡度和颗粒介质等未建模环境挑战的实验，展示了系统的鲁棒性，并在户外现场演示中进行了验证。为验证可复现性，在两个不同的实验室中进行了使用机器人实例的实验。该工作为机器人社区提供了一个完整的导航系统，用于一种具有抗冲击性、可变形的机器人。该系统旨在作为发展其他非常规机器人平台导航能力的基石。
引用
@article{arxiv.2511.05798,
title = {An Open-Source, Reproducible Tensegrity Robot that can Navigate Among Obstacles},
author = {William R. Johnson and Patrick Meng and Nelson Chen and Luca Cimatti and Augustin Vercoutere and Mridul Aanjaneya and Rebecca Kramer-Bottiglio and Kostas E. Bekris},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.05798},
year = {2025}
}