利用腿式机器人团队对具有挑战性的行星类比环境进行科学探索
机器人学
2023-07-20 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
对行星体进行科学考察与原位资源利用的兴趣不断上升。然而，许多感兴趣的区域对于最先进的行星探索机器人而言是不可达的，因为机器人无法穿越陡坡、非结构化地形和松散土壤。此外，当前的单机器人方法仅允许有限的探索速度以及单一技能组合。在此，我们提出一支具备互补技能的腿式机器人团队，用于具有挑战性的行星类比环境中的探索任务。我们为机器人配备了高效的 locomotion 控制器、用于在线与任务后可视化的建图流水线、用于突出科学目标的实例分割，以及用于遥感和原位探测的科学仪器。此外，我们在其中一台机器人上集成了一条机械臂以实现高精度测量。腿式机器人可快速通过代表性地形，例如超过 25 度的颗粒斜坡、松散土壤和非结构化地形，凸显了相较于轮式巡视器系统的优势。我们在 BeyondGravity ExoMars 巡视器测试场、瑞士的一处采石场以及卢森堡的 Space Resources Challenge 中成功验证了该方法。我们的结果表明，具备先进运动、感知与测量技能以及任务级自主性的腿式机器人团队能够在短时间内开展成功且高效的使命。我们的方法使得目前人类与机器人均无法触及的行星目标站点的科学探索成为可能。
引用
@article{arxiv.2307.10079,
title = {Scientific Exploration of Challenging Planetary Analog Environments with a Team of Legged Robots},
author = {Philip Arm and Gabriel Waibel and Jan Preisig and Turcan Tuna and Ruyi Zhou and Valentin Bickel and Gabriela Ligeza and Takahiro Miki and Florian Kehl and Hendrik Kolvenbach and Marco Hutter},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.10079},
year = {2023}
}