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藤蔓机器人:用于导航与探索的设计、遥操作与部署

机器人学 2020-01-08 v3

摘要

一类新的连续体机器人近期得到探索,其特征是尖端延伸、显著的长度变化以及方向控制。在此,我们称这类机器人为“藤蔓机器人”,因其行为与具有匍匐生长习性的植物相似。由于其基于生长的运动方式,藤蔓机器人非常适用于杂乱环境中的导航与探索,但迄今为止尚未在实验室外部署。这类机器人的可携带性以及在导航相关长度尺度上的可操纵性,是现场应用的关键。此外,直观的人在环遥操作可实现在未知和动态环境中的运动。我们提出了一种藤蔓机器人系统,其使用定制设计的柔性操纵杆和摄像系统进行遥操作,长度足以用于导航任务,且便于现场携带。我们报告了该系统的两次部署场景:一项软体机器人导航竞赛和一处考古遗址的探索。竞赛场地要求在不平坦地形上移动、绕过不稳定障碍并通过小孔。考古遗址要求在岩石上移动并经过水平和垂直转弯。机器人尖端成功移过障碍并穿过隧道,展示了藤蔓机器人在现场完成导航与探索任务的能力。

关键词

引用

@article{arxiv.1903.00069,
  title  = {Vine Robots: Design, Teleoperation, and Deployment for Navigation and Exploration},
  author = {Margaret M. Coad and Laura H. Blumenschein and Sadie Cutler and Javier A. Reyna Zepeda and Nicholas D. Naclerio and Haitham El-Hussieny and Usman Mehmood and Jee-Hwan Ryu and Elliot W. Hawkes and Allison M. Okamura},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1903.00069},
  year   = {2020}
}

备注

IEEE Robotics and Automation Magazine, 2019. Video available at https://youtu.be/9NtXUL69g_k