跳跃式压电二维软体机器人的可扩展仿真与演示

与传统刚性机器人相比，软体机器人因其能够呈现丰富多样的形状与运动而备受关注。然而，其运动及潜在的静力学与动力学，对建立机器人设计与控制所需的具备良好泛化性与鲁棒性的模型提出了重大挑战。在本工作中，我们展示了一个具备复杂运动能力的五驱动器软体机器人，并开发了可可靠预测机器人运动的可扩展仿真框架。该仿真框架通过将预测结果与基于压电层粘接钢箔基底构建的机器人实验数据进行对比而得到验证。该仿真框架利用物理引擎PyBullet，并采用由电机连接的离散刚性连杆单元对驱动器建模。我们进行了静态与交流分析以验证单单元驱动器悬臂设置，观察到两种情况下仿真与实验均高度吻合。分析扩展至五驱动器机器人，其中仿真准确预测了静态与交流机器人运动，包括施加直流电压输入时的形状、近静态“尺蠖”运动以及跳跃（垂直方向以及垂直与水平方向）。这些运动展现出复杂的非线性行为，机器人前向运动速度达约1 cm/s。我们的开源代码见：https://github.com/zhiwuz/sfers。