Omni-Roach：一种能够穿越多种大型障碍并自行翻正的腿式机器人
机器人学
2025-09-26 v4
摘要
机器人在避障方面表现出色，但难以穿越具有杂乱大型障碍的复杂三维地形。相比之下，如蟑螂之类的昆虫擅长于此。我们实验室近期的研究阐明了针对从复杂三维地形中抽象出的多样运动挑战及其克服策略，运动转换如何由运动-环境相互作用涌现。在此，我们基于这些基础见解开发了一种受蟑螂启发的腿式机器人 Omni-Roach，它集成了这些策略以实现多模态运动，并提供一个机器人物理模型来研究多功能性与性能之间的权衡。该机器人基于 RHex 设计，具有六条柔顺腿，并配备带有可展开双翼的圆润身体以及具有俯仰和偏航自由度的尾巴。经过两次开发与测试迭代，我们的机器人能够以高性能和成功率克服所有运动挑战。它穿越了间距仅 1.1 倍机器人身体宽度的杂乱刚性柱、2.5 倍髋部高度的凸块、0.75 倍身体长度的间隙、间距仅 65% 身体宽度的密集杂乱柔性梁，并在 4 秒内自行翻正。系统的梁穿越实验进一步揭示，向下指向且横向摆动的尾巴有助于使身体滚入梁间隙并打破摩擦和互锁接触以实现穿越。我们的工作凸显了多功能附肢和预适应对于大型障碍穿越的实用性。
引用
@article{arxiv.2112.10614,
title = {Omni-Roach: A legged robot capable of traversing multiple types of large obstacles and self-righting},
author = {Jonathan Mi and Yaqing Wang and Chen Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.10614},
year = {2025}
}