基于几何力学的无肢障碍辅助运动步态设计
机器人学
2023-02-14 v1
摘要
无肢机器人有潜力在常规机器人无法穿越的杂乱环境中机动。正如蛇和线虫等生物对应体所展示的，无肢运动者可从与障碍物的交互中获益，然而这种障碍辅助运动（OAL）需要适当协调的高层自变形模式（步态模板）以及低层对环境的身体适应。大多数先前关于OAL的工作利用刻板的行波步态模板，并依赖局部身体变形（例如被动身体力学或基于力反馈的分散控制器参数适应）进行障碍导航，而OAL的步态模板设计研究较少。在本文中，我们基于源自几何力学（GM）的工具探索用于OAL的新颖步态模板，该工具迄今仅限于均质环境。在此，我们将GM的范围扩展至富含障碍物的环境。具体而言，我们建立一个将障碍物存在映射为优化中方向约束的模型。由此，我们分别识别出适用于稀疏和密集分布障碍物丰富环境的新颖步态模板。开环机器人物理实验验证了我们所识别的OAL步态在障碍物丰富环境中的有效性。我们假定当此类OAL步态模板辅以适当的感知与反馈控制时，无肢运动者将在障碍物丰富环境中获得鲁棒功能。
引用
@article{arxiv.2302.06561,
title = {Gait design for limbless obstacle aided locomotion using geometric mechanics},
author = {Baxi Chong and Tianyu Wang and Daniel Irvine and Velin Kojouharov and Bo Lin and Howie Choset and Daniel I. Goldman and Grigoriy Blekherman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.06561},
year = {2023}
}