基于松弛的可调阻尼在腿式运动鲁棒性与效率间引发权衡

动物能在多样地形上稳健奔跑。这种运动鲁棒性令人困惑，因为轴突传导速度仅限于每秒数十米。如果反射回路以显著延迟传递感觉信息，人们会预期其对感觉运动控制产生失稳效应。因此，一种替代解释描述了低层自适应机械结构与高层感觉运动控制的分层结构，以帮助减轻传输延迟的影响。受触发即时响应的自适应机制概念启发，我们开发了一种可调物理阻尼器系统。我们的机制将具有可调松弛度的肌腱与物理阻尼器相连。松弛阻尼器允许调节阻尼力、起始时机、有效行程和能量耗散。我们表征了安装在以开环模式控制的腿式机器人上的松弛阻尼器机制。该机器人在不同地形和扰动下进行垂直与平面跳跃。在前向跳跃期间，基于松弛的阻尼以更高的能量代价（27%）实现了更快的扰动恢复（高达170%）。可调松弛机制在扰动期间自动接合阻尼器，导致扰动触发阻尼，以最小能量代价提升鲁棒性。基于松弛阻尼器机制的结果，我们提出对动物冗余肌腱作为可调阻尼器的一种新的功能解释。