AquaMILR：机械智能简化了波动机器人在杂乱流体环境中的控制
机器人学
2024-09-30 v2
摘要
虽然细长无肢机器人的波状游动在开放流体动力学环境中已被广泛研究，但针对复杂、杂乱水生环境中的无肢运动的研究相对较少。受机械智能概念的启发——在陆地无肢运动中，障碍物导航的控制可以卸载给被动的身体力学——我们假设机械智能的原理可以扩展到杂乱的流体动力学环境中。为了验证这一点，我们开发了一种能够在水面进行波状游动的无缆无肢机器人，其利用受生物肌肉驱动形态启发的双侧线缆驱动机制来实现可编程的各向异性身体柔顺性。我们通过机器人物理实验证明，与陆地运动类似，在纯开环控制下，适当水平的身体柔顺性可以促进机器人在复杂流体动力学环境中的涌现游动。此外，我们发现游动性能取决于波动频率，仅在特定频率范围内才能实现有效运动。这与高度阻尼的陆地环境形成对比，在陆地环境中惯性效应通常可以被忽略。为了进一步提升性能并应对非确定性障碍物分布带来的挑战，我们通过开发基于线缆张力反馈的实时身体柔顺性调节控制器引入了计算智能。该控制器提高了机器人在异构流体动力学环境中的鲁棒性和整体速度。
引用
@article{arxiv.2407.01733,
title = {AquaMILR: Mechanical intelligence simplifies control of undulatory robots in cluttered fluid environments},
author = {Tianyu Wang and Nishanth Mankame and Matthew Fernandez and Velin Kojouharov and Daniel I. Goldman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.01733},
year = {2024}
}