六足机器人

Hexapod实际是Steward并联机械平台的注册商标。但如今多数指代六足机器人。六足机器人是一种移动机器人,它利用六条腿行走。由于机器人可以在三条或更多条腿上静态稳定,所以六足机器人在移动方面具有很大的灵活性。如果其中双腿不能运动,机器人仍然可以走路。此外,六腿的优势是并不是所有的机器人的腿都需要用来维持稳定性; 某些腿可以自由地达到新的位置或操纵有效载荷。

来源:Wikipedia
简介

六足机器人是一种移动机器人,它利用六条腿行走。由于机器人可以在三条或更多条腿上静态稳定,所以六足机器人在移动方面具有很大的灵活性。如果其中双腿不能运动,机器人仍然可以走路。此外,六腿的优势是并不是所有的机器人的腿都需要用来维持稳定性; 某些腿可以自由地达到新的位置或操纵有效载荷。六足机器人的运动激发了许多六足式机器人的生物学启发。六足动物也可以用来测试关于昆虫运动,运动控制和神经生物学的生物学理论。来源https://en.wikipedia.org/wiki/Hexapod_(robotics)

发展历史

1972年在罗马大学建成了第一个成功的六足机器人之一,作为一个带电驱动的计算机控制步行机器。在70年代中期,在莫斯科的俄罗斯科学院,用运动控制的数学模型开发了一种六足步行机器。它配备了激光扫描测距仪,并连接了一个双电脑控制系统。 1976年,莫斯科国立大学设计了玛莎六足步行机器人。机器人有一个管状的轴向底盘,铰接腿有三个DoF 。六足能够通过脚上的接触和接近传感器来协商障碍物。 1977年,俄亥俄州立大学开发了一种名为“OSU Hexapod”的六腿类昆虫机器人系统。这个六足被保持束缚,被制造成在障碍物上行走很短距离。 1983年,卡内基 - 梅隆大学开发了一种“六足液压步行者”,这是一种能够使用不同类型的步态在崎岖地形上驾驶的第一个可以携带人的六足机器人。它采用液压反馈,计算机控制和人为控制相结合,长宽约2.5米。它重约800公斤,由一台13千瓦的汽油发动机提供动力。

过去20年控制系统技术,人工智能和生物学的快速发展是也导致了各种六足机器人的快速发展。现代六足机器人配备了各种传感系统,人工智能系统也被广泛应用于复杂表面上的六足机器人的环境和运动分析。

在90年代末,凯斯西储大学(Case Western)开发了一系列生物启发式机器人,例如机器人III,共有24个自由度。机器人III的架构是基于蟑螂的结构,试图模仿他们的行为。 哈姆雷特是在新西兰坎特伯雷大学建造的一种六足机器人。它的腿都是一样的,每个都有三个旋转关节。哈姆雷特的应用任务是研究在不平坦地形上的力和位置控制。

2001年,一个名为RHex的项目开始了; 它是DARPA资助的多学科和多所大学的交叉项目,试图将动力系统理论的数学技术应用于动物运动的问题。在该项目资助下,多个机器人原型被开发出来。RHex机器人后来也成为波士顿动力的早期产品之一。

主要事件

年份事件相关论文
1972罗马大学制造第一个成功的六足机器人Petternella, M., & Salinari, S. (1973). Simulation by digital computer of walking machine control system. In IFAC, IIC, and ANIPLA, Symposium on Automatic Control in Space, 5 th, Genoa, Italy.
1983卡内基梅隆大学开发出第一个可以携带人的六足机器人Raibert, M. H. (1986). Legged robots that balance. MIT press.
1997凯斯西储大学研发一系列生物启发式的六足机器人Nelson, G. M., Quinn, R. D., Bachmann, R. J., Flannigan, W. C., Ritzmann, R. E., & Watson, J. T. (1997, April). Design and simulation of a cockroach-like hexapod robot. In Robotics and Automation, 1997. Proceedings., 1997 IEEE International Conference on (Vol. 2, pp. 1106-1111). IEEE.
2001DARPA资助的RHex项目开始Saranli, U., Buehler, M., & Koditschek, D. E. (2001). Rhex: A simple and highly mobile hexapod robot. The International Journal of Robotics Research, 20(7), 616-631.

发展分析

瓶颈

目前适用于恶劣和特殊环境的六足机器人控制和机械问题还没完全解决。能耗也是另外一个问题。

未来发展方向

自适应控制

步态控制

能耗问题

基于生物的建模

最优设计

Contributor: Joni Zhong

相关人物
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美国作家和研究科学家,自动驾驶技术公司NuTonomy的首席执行官。他2013年创立了NuTonomy,2017年将其卖给Delphi Automotive公司。
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