由简单力学原理实现的软体机器人移动架构
软凝聚态物质
2016-11-29 v1
摘要
自然界中，从微小或基础的生命形态（大肠杆菌、变形虫等）到大型或智能生物（如蛞蝓、海星、蚯蚓、章鱼、水母和蛇），各种无足移动模式繁盛发展。过去几十年中，人们开发了许多基于移动的生物启发软体机器人。本文基于两种代表性移动模式（即蠕虫状爬行和蛇状滑行）的运动学与动力学，通过简单的力学原理提出了一套广泛的软体移动机器人创新设计。这些设计受现有生物系统启发并超越了它们，包括通过连续光束的简单致动实现的一维、二维和三维机器人移动模式。我们在此报道了20多种实现各种移动功能的移动模式，包括爬行、上升、奔跑、匍匐、蠕动、滑行、游泳、跳跃、转向、翻转、螺旋滚动、轮式移动等。其中一些能够达到高速度、高效率并克服障碍。所有这些移动策略和功能都可以集成到一个简单的梁模型中。所提出的简单而鲁棒的模型能够适应严酷和复杂的环境。这些针对多样化机器人移动模式的优雅设计有望为未来软体机器人的部署提供支撑，并启发一系列先进设计。
引用
@article{arxiv.1611.08963,
title = {Architectures of Soft Robotic Locomotion Enabled by Simple Mechanical Principles},
author = {Liangliang Zhu and Yunteng Cao and Yilun Liu and Zhe Yang and Xi Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1611.08963},
year = {2016}
}