腿式机器人在颗粒介质上运动的敏感依赖性
研究团队在实验室中测试了 2.3 kg 六足机器人 SandBot 在 1 mm 罂粟籽颗粒床上的奔跑速度：采用交替三足步态和标准步态控制参数时，速度最多比硬地面上 2 倍体长/秒（约 60 cm/s）慢两个数量级；将控制参数从硬地面设置经验性调整后，最高速度恢复到 30 cm/s。机器人速度敏感依赖于颗粒堆积分数 φ 与肢体频率 ω，当 φ 足够小和/或 ω 足够大时，运动从旋转行走急剧转变为慢速游泳。作者据此提出基于弯曲肢体穿透与滑移特征的旋转行走运动学模型，该模型能捕捉速度对肢体频率的依赖及行走—游泳模式转变，但指出仍需更深入理解颗粒介质物理。
发布于 10-23 23:02来源：arXiv cs.RO
转载 · 官方发布原文：arXiv cs.RO ·《Sensitive dependence of the motion of a legged robot on granular media》查看原链
arXiv:0905.4950v2 公告类型：交叉 摘要：在流动地面（例如颗粒介质）上的腿式运动不同于在硬地面上的运动，因为足部在表面穿透过程中会同时经历类固体和类流体的力。 近期仿生腿式机器人在硬地面上表现出相对于体型的移动速度，可与蟑螂等高性能生物相媲美，但在沙等流动材料上性能显著下降。
在实验室实验中，我们研究了一台小型（2.3 kg）六足机器人 SandBot 在颗粒介质床（1 mm 罂粟籽）上奔跑时的性能（速度）。 对于在颗粒床上的交替三足步态，标准步态控制参数达到的速度最多比硬地面上 2 倍体长/秒（约 60 cm/s）的运动慢两个数量级。
然而，将这些控制参数从硬地面设置经验性地调整后，可恢复良好性能，最高速度达到 30 cm/s。 机器人速度敏感地依赖于堆积分数 φ 和肢体频率 ω，当 φ 变得足够小和/或 ω 足够大时，会发生从旋转行走（rotary walking）到慢速游泳（slow swimming）的剧烈转变。
我们提出了一个基于弯曲肢体在颗粒介质中穿透和滑移的一般特征的旋转行走模式运动学模型。 该模型捕捉了机器人速度对肢体频率的依赖以及行走与游泳模式之间的转变，但凸显了对颗粒介质物理进行更深入理解的必要性。