进化计算对机器人设计的影响：以欠驱动手部外骨骼为例

机器人外骨骼可以增强人类力量并帮助身体残疾的人。然而，设计它们以确保安全和最佳性能带来了重大挑战。开发外骨骼应结合特定的优化算法以找到最佳设计。本研究调查了进化计算方法在机器人设计优化中的潜力，以欠驱动手部外骨骼（U-HEx）作为案例研究。我们提出通过集成进化计算技术（如遗传算法和大爆炸-大收缩算法）来改进U-HEx设计的性能和可用性，该设计最初使用朴素暴力方法进行优化。比较分析表明，进化计算方法在显著更短的时间内始终产生比暴力方法更精确和最优的解决方案。这使我们能够通过增加设计中的变量数量来改进优化，而这是朴素方法无法实现的。结果显示，设备传递给用户的扭矩大小显著提高，从而提高了其效率。这些发现强调了在设计外骨骼时进行适当优化的重要性，并为该特定机器人设计提供了显著改进。