在可变形地形上的高效、灵敏与鲁棒跳跃

腿式机器人 locomotion 受到以下错配的阻碍：腿能够胜过轮或履带的应用场景（大多具有可变形基底）与现有规划和控制工具（大多假设平坦、刚性基底）之间的错配。在本研究中，我们关注塑性地形变形对由切换柔度能量注入控制器驱动的弹簧腿单足跳跃机器人的逐跳能量动力学的影响。从这一刻意简化的机器人-地形模板出发，我们推导了逐跳能量返回映射，并利用物理实验与仿真验证了真实机器人在真实可变形基底上跳跃的逐跳能量映射。该映射的动力学性质（不动点、特征值、吸引域）为可变形地形上的高效、灵敏与鲁棒 locomotion 提供了见解。具体而言，我们识别了控制器参数空间中的常值不动点曲面，表明可以在针对期望步态能量水平的同时调谐控制参数以实现效率或灵敏性。我们还识别了能量映射不动点全局稳定的条件，并进一步刻画了当这些条件不满足时不动点的吸引域。最后，我们讨论了该逐跳能量映射对可变形地形上高效、敏捷与鲁棒腿式 locomotion 的规划、控制与估计的意义。