여러 가지 잡다한

과학자들은 마이크로 로봇의 다리 움직임을 제어하기위한 프레임 워크 균열

과학자들은 마이크로 로봇의 다리 움직임을 제어하기위한 프레임 워크 균열


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주로 육지에서 살고 이동하는 동물은 복잡한 다리 궤적 세트를 사용하여 자연 지형을 탐색합니다.

개별 동물의 다리 궤적은 동물의 자세, 다리와 엉덩이의 시야, 발목, 발 모양 및 작동 기능 등 다양한 요인의 영향을받습니다.

로봇 엔지니어에게 이러한 움직임을 모방하는 것은 가능성이 너무 많기 때문에 종종 매우 어렵습니다. 이 작업은 4 족 마이크로 로봇의 다리 궤적을 추정하고 제어하기위한 계산적으로 효율적인 프레임 워크를 개발 한 하버드 대학교와 Wyss 생물 공학 연구소의 연구팀 덕분에 조금 더 쉬워졌습니다.

동물을 더 잘 모방하기위한 과학자들의 연구

그들은 arXiv에 그들의 연구 결과를 미리 게시했습니다. 이 논문은 로봇이 광범위한 보폭 주파수 (10-50Hz)를 가로 질러 움직일 때 어떻게 정확한 위치 추정 및 제어를 달성했는지 자세히 설명합니다.

연구진은 논문에서 "동물은 속도, 안정성, 경제성 등의 성능 요구 사항을 충족하고 지형 유형 및 표면 속성과 같은 외부 요인에 적응하기 위해 다리 궤적도 수정합니다."라고 썼습니다.

"생물학적 대응 물에서 영감을 얻은 대형 (신체 길이 ~ 100cm) 이족 보행 및 4 족보 행 로봇은 일반적으로 복잡한 다리 궤적을 가능하게하기 위해 다리 당 2 개 이상의 작동 자유도 (DOF)를 가지고 있습니다."

과거에는 다리가 작은 대부분의 로봇은 신중하게 조정 된 기계식 다리 궤도를 통해서만 전진 운동을 할 수있었습니다. 그러나 최근 제조업의 개선으로 인해 다리가 작은 로봇에서 다중 보폭 주파수가 가능해졌습니다.

다양한 지형에서 조정 가능한 이동을 달성하기 위해 다리가 작은 로봇에 다양한 제어 체계가 사용됩니다. 여기에는 최적화 알고리즘, 확률 적 운동 학적 모델을 사용하는 컨트롤러 및 심층 강화 학습 알고리즘이 포함됩니다.

기관차 가설을위한 HAMR 로봇 완벽한 기반

이러한 기술로 구축 된 성공적인 로봇이 많이 있었지만 각각 고유 한 한계가 있습니다. 새로운 연구는 다중 보폭 주파수에서 효과적인 이동을 달성 할 수 있도록 고 대역폭 압전 벤딩 액추에이터를 사용하는 Harvard Ambulatory MicroRobot (HAMR)을 개선하기 시작했습니다.

연구진은 연구진이 논문에서 "이 연구에서 압전 작동을위한 수반되는 감지를 활용하여 4 족 마이크로 로봇의 다리 궤적을 추정하고 제어하기위한 계산 효율적인 프레임 워크를 개발했습니다"라고 썼습니다.

"우리는 광범위한 보폭 주파수 (10-50Hz)에서 이동하는 동안 정확한 위치 추정 (<16 % 제곱 평균 오차) 및 제어 (<16 % 제곱 평균 제곱근 추적 오차)를 보여줍니다."

HAMR 로봇은 길이 4.5cm, 다리 4 개, 무게는 1.4g입니다. 각 다리에는 AC 전압 신호로 제어되는 압전 벤딩 액추에이터에 의해 구동되는 두 개의 DOF가 있습니다. 새로운 접근 방식은 로봇의 다리 위치와 속도를 추정 한 다음 이러한 추정치를 기반으로 향상된 이동을 위해 다양한 다리 궤도를 생성합니다.

"미래에 우리는 특정 작동 조건에서 주어진 비용 (예 : 속도, COT 등)을 최적화하는 실행 가능한 다리 궤적을 설계하기 위해 궤적 최적화와 함께이 저수준 컨트롤러를 사용하는 것을 목표로합니다."

"이는 복잡한 다리가있는 시스템에 적합한 다리 궤적을 설계하는 까다로운 작업을 자동화하여 더 나은 이동 성능을 제공 할 수 있습니다."


비디오보기: 인체를 유영하며 치료한다, 마이크로 로봇. YTN 사이언스 (칠월 2022).


코멘트:

  1. Samuhn

    이제 모든 것이 분명합니다.이 문제에 대한 도움을 주셔서 감사합니다.

  2. Arion

    따라서 무한히 조사할 수 있습니다.

  3. Morain

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  4. Trahern

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  5. Graysen

    이 문구는 단순히 비교할 수 없습니다

  6. Raylen

    세심하게 읽었지만 이해하지 못했습니다



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