自然的一体化：受粪甲虫启发的多任务机器人
机器人学
2024-11-06 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
粪甲虫令人印象深刻地协调六条腿同时高效地滚动大型粪球。它们还能够在不同地形上滚动重量不同的粪球。关于它们的运动指令如何在不同条件下适应行走并同时滚动粪球（多任务行为）的底层机制仍然未知。因此，本研究揭示了粪甲虫如何滚动粪球并调整腿部运动以在不同地形上稳定滚动粪球的多任务机器人的机制。我们基于对粪甲虫滚动粪球行为的生态学观察，综合设计了一种模块化的基于神经网络的运动-操作控制方法。所提出的基于神经网络的控制包含多种神经模块，包括中枢模式发生器（CPG）模块、模式形成网络（PFN）模块和机器人姿态控制（ROC）模块。集成的神经控制机制能够成功控制一种具有仿生足的粪甲虫类机器人（ALPHA），在各种地形（平坦和不平坦）上执行自适应鲁棒的多任务运动-操作（行走和滚球）。它还能处理不同的粪球重量（2.0 和 4.6 kg）以及粪球类型（软和硬）。这些控制机制可以作为解决多任务机器人复杂感觉运动协调的指导原则。此外，本研究通过加深我们对动物复杂适应性（多任务）运动-操作行为中感觉运动协调的科学理解，为生物学研究做出了贡献。
引用
@article{arxiv.2411.02891,
title = {Nature's All-in-One: Multitasking Robots Inspired by Dung Beetles},
author = {Binggwong Leung and Stanislav Gorb and Poramate Manoonpong},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.02891},
year = {2024}
}