连续体机器人的快速全身应变调节

我们提出向多物理、多尺度连续体软体机器人的实时应变控制迈进。为了从根本上研究这一问题，我们立足于由软体机器人原型精确数学动力学所支持的基于模型的控制环境。为了整合而非消除固有的机械非线性以实现具身柔性，我们首先在扰动时间尺度分离参数的辅助下，将原始机器人动力学分离为独立的子动力学。其次，我们规定了一组稳定的非线性反步控制器，用于调节所得子系统的应变动力学。第三，我们通过分析和建立其稳定性来研究互联的奇异摄动系统。第四，我们的理论得到了 Octopus 机器人单臂上的快速数值结果的支持。我们展示了无限自由度软体机器人的全身降阶动力学在显著缩短的时间内达到平衡的应变调节。本文传达了我们在具身智能背景下的思考：它为我们的概念化、公式化、计算设置提供了信息，并为无限自由度软体机器人带来了改进的控制性能。