受小脑启发的姿态控制稳定了 HyQ 机器人上基于反射的运动
机器人学
2020-03-23 v1
摘要
腿式机器人的进展深深植根于对动物的观察。这一论断的清晰例证是中枢模式发生器(CPG)的推广——其最初在猫脊髓中被确认——用于生成机器人运动中的周期运动。尽管该模型得到广泛认可,但哺乳动物中的生理与功能实验也表明存在来自小脑的下行信号,以及来自下肢感觉细胞的反射反馈,它们与 CPG 紧密互动。迄今这些相互作用尚未被完全理解。在一些研究中,已证明在无振荡信号的情况下,基于纯反射的运动可在逼真的肌骨仿真模型或小型柔顺四足机器人中实现。同时,生物学证据已证实小脑在哺乳动物平衡与姿态的预测性控制中的功能作用。在本文中,我们推进这两种方法,并成功在最先进的 HyQ 机器人上应用基于反射的动态运动,辅以平衡与重力补偿机制。我们讨论了该稳定性模块对于确保正确的抬足和维持可靠步态的重要性。该机器人平台进一步用于测试两种受小脑启发的不同架构假设。实验结果分析表明,最具生物学合理性的方案也带来了更优的鲁棒运动表现。
引用
@article{arxiv.2003.09327,
title = {Stance Control Inspired by Cerebellum Stabilizes Reflex-Based Locomotion on HyQ Robot},
author = {Gabriel Urbain and Victor Barasuol and Claudio Semini and Joni Dambre and Francis wyffels},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.09327},
year = {2020}
}