广义 Omega 转弯步态实现无肢机器人在复杂环境中的敏捷转向

重定位（平面内转向）对所有机器人在任何现场应用中都起着关键作用，尤其是那些处于受限空间中的机器人。尽管重要，重定位对包括常被称为蛇形机器人的无肢机构在内的机器人而言仍是一个相对未被充分研究的问题。我们不观察蛇，而是从小线虫 C. elegans 的转向行为观察中汲取灵感。我们此前的工作提出了一种无肢机器人的原地平面内转向步态，称为 omega 转弯，并使用一种新颖的双波模板加以规定。本工作中，我们在三方面推进 omega 转弯启发的控制器：1）我们使用几何方法在转向方程中改变关节角幅度与前进波空间频率，以建立对 omega 转弯的宽广且精确的幅度调制与频率调制；2）我们利用这一新关系使具有更少内部自由度（即身体中更少关节）的机器人达到理想性能；3）我们将柔顺控制方法应用于该关系以处理环境中未建模的影响。我们在无肢机器人上通过实验验证了该方法，omega 转弯可在诸如颗粒介质与岩石堆等各类环境中产生有效且鲁棒的转向运动。