类似老鼠的敏捷机器人有一天可以进行检查
腿式机器人在现实世界的应用中非常有前途，但它们在狭窄空间中的操作仍然具有挑战性。提高其环境适应性的一种解决方案是设计一种能够执行多种运动并携带有效载荷的小型仿生机器人。在这种情况下，生活在洞穴中的老鼠因其无与伦比的敏捷性和适应性而引起了广泛的关注。为了模拟大鼠的形态或运动特征，人们做了很多努力。
近日，中国北京理工大学石青教授团队研发出一种新型机器鼠，命名为SQuRo（小型四足机器鼠）。
史教授的团队开发了能够复制其动作或行为的机器人。通过受生物启发的设计，他们开发了一种能够进行多种类似老鼠行为的轮式机器人老鼠。最近，他们用腿代替了轮子，进一步增强了运动的敏捷性。在这项研究中，发表在 IEEE Transactions on Robotics 杂志上， 实验结果表明，腿式机器人SQuRo能够模拟真实老鼠在狭窄空间内的运动。
老鼠可以适应狭窄的空间，因为它们细长的身体和无与伦比的敏捷性。为了复制运动的敏捷性，团队充分利用了老鼠在洞穴中移动的形态和运动特征。该团队首先提取了大鼠的关键运动关节（KMJs），并完成了（自由度）DOF配置。具体来说，他们在每个肢体中设计了 2 个自由度来再现肢体运动，在腰部设计了 2 个自由度，在头部设计了 2 个自由度来复制灵活的脊柱运动。得益于长而灵活的脊椎，SQuRo 可以弯曲身体并快速转身。
除了复制大鼠的形态外，机器人大鼠还具有大鼠的运动特征。为此，该团队提出了一种分层开环控制器，以实现类似于大鼠的多模态运动。控制框架主要由三层组成：1）具有四种基本运动模式的多运动规划器，并在控制变量和地面反作用力（GRF）之间建立了直接关系； 2) 考虑稳定性和动作极限的参数优化； 3）每个关节的轨迹生成。控制框架使敏捷运动和快速过渡成为可能。
由于仿生柔性结构和多模态运动控制，SQuRo 可以进行蹲立、行走、爬行、转身等多种运动，并通过控制其四肢和颈部部位适当调整其中心点，在跌倒后恢复。质量 (CoM)。此外，通过现场测试，SQuRo成功通过了不规则狭窄通道（内宽90mm），越过了30mm高的障碍物，在15°坡度的斜坡上实现了稳定的运动，充分展示了它的潜力。适用于狭小空间内的检测任务。
与最先进的类似规模的四足机器人相比，新开发的 SQuRo 具有相对更细长、更纤薄的身体和更小的重量。 0.48体长的最小转弯半径与其他机器人相比要小得多。此外，SQuRo即使在承载相当于自身重量91%的负载后也能实现稳定的运动，这证明了其与小型四足机器人相比具有优越的有效载荷承载能力。这些能力使 SQuRo 能够敏捷地穿过狭窄空间和崎岖地形，并在相关场景中执行检测或运输等任务。
如需更多信息，请联系 IEEE Transactions on Robotics 的 Ruxi Tian，该电子邮件地址已受到反垃圾邮件机器人的保护。您需要启用 JavaScript 才能查看它..
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