基于柔性电皮肤的闭环水下软体机器人曲面控制

尽管在陆地应用中软体机器人受限于对软体材料变形的准确测量与实时控制，水下应用更受限于此。无需来自外部传感器的反馈，即可准确测量和控制软体材料的变形，对实时水下形状估计至关重要，这将实现对软体推进器的高性能游泳和机动。我们提出并演示了一种基于柔性电容式电皮肤和机器学习的闭环水下软体机器人曲面控制方法，不需要来自外部传感器的反馈。该水下电皮肤被应用于 undergoing 2%~9% 翼型变形的高度柔软的翼片上，通过软体液压执行器实现变形。在正弦和三角形执行程序中，成功跟踪翼型的准确设定点调节，峰峰幅度为 5%，周期为 10 秒，归一化 RMS 误差为 0.11；峰峰幅度为 2%，周期为 5 秒，归一化 RMS 误差为 0.03。尾部末端侧向位移可在 30 mm（0.15 倍 chord）范围内测量。这些结果为在水下软体机器人中应用电皮肤技术提供了可能。