在扑翼机器人上学习蜂鸟的极端机动动作

生物学研究表明，蜂鸟在快速逃逸时能产生极端的特技机动。当在悬停时给出突然的逼近视觉刺激，蜂鸟会启动快速向后平移并伴随180度偏航转向，随后在不到10个拍翅周期内即时稳定姿态。考虑到40Hz的拍翅频率，这一激进机动仅在0.2秒内完成。受蜂鸟在此类极端机动中接近最大表现的启发，我们开发了一种飞行控制策略，并通过实验证明，这种机动性可由一个仅装备两个驱动器的等比例12克蜂鸟机器人实现。所提出的混合控制策略将基于模型的非线性控制与无模型强化学习相结合。我们使用基于模型的非线性控制进行标称飞行控制，因为动态模型在这些条件下相对准确。然而，在极端机动期间，建模误差变得难以处理。在仿真中训练的无模型强化学习策略被优化以“ destabilize”（使系统失稳）并在机动过程中最大化性能。该混合策略展现出接近蜂鸟所观测到的机动。实现了直接的仿真到实物的迁移，在等比例蜂鸟机器人上展示了类蜂鸟的快速规避机动。