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与传统的轮式或腿式机器人相比，蛇形机器人有很多优势。例如，滑动机器人可以调整自己的身体形状，进入狭窄的空间，并在人类和其他机器人无法进入的环境中自由移动。

然而，与许多轮式和腿式机器人相比，大多数蛇形机器人不能拿起和操纵物体。这极大地限制了它们在现实世界中的应用，因为它阻止它们完成需要与周围环境进行更高级交互的任务。

在Alireza Ramezani教授的指导下，东北大学硅突触实验室的一个研究小组最近介绍了一种新方法，可以让蛇形机器人同时移动和操纵物体。这种方法在arXiv上预先发表的一篇论文中介绍，最初是在COBRA上实现的，COBRA是由东北大学的一群学生开发的机器人平台，是BIG Idea竞赛的一部分。

西北大学的博士生阿达什·萨拉加姆在接受Tech Xplore采访时表示:“我们研发眼镜蛇机器人已经快三年了。”“这个项目最初是作为探索替代运动能力的一种手段。

“与标准的轮式或腿式机器人不同，蛇机器人通常表现出多功能的运动能力，因为它们真的可以变形成不同的形状，人们可以控制身体的哪些部分与地面接触。与只有特定身体部位接触地面的轮式或腿式机器人相比，这需要更精确地调节接触力。”

通过成功地让COBRA机器人变形成不同的形状，Salagame和他的同事们能够拓宽它的运动技能，展示五种不同类型的运动风格。随后，他们也开始探索提高机器人物体操纵技能的可能性。

Salagame说:“为了使COBRA机器人功能更强大，用途更广泛，将其应用范围扩展到传统机器人所能解决的领域之外，我们提出了物体局部操纵的想法，这需要将运动和操纵结合起来。”“这就是我们通过COBRA取得的成就。”

COBRA机器人的头部集成了一个抓取机构，旨在帮助机器人在特定的运动模式下，即翻滚。当机器人翻滚时，它的头部和尾部锁在一起形成一个类似轮子的结构，从而使它能够被动地以高速滚下斜坡。

萨拉加梅说:“我们重新设计了机器人的夹持器，将其锁在一个盒子里，然后把它拿起来，移动到不同的位置。”“这使我们能够灵巧地操纵盒子，并在标准机器人无法操作的狭窄空间、斜坡或区域内移动。”

为了实现他们提出的局部操纵方法，Salagame和他的同事们开发了一种基于优化的计划器，该计划器考虑了地面反作用力来规划机器人的运动和物体操纵策略。在他们最近的论文中，研究人员测试了这个计划并证明了它的可行性。

“我们首先通过研究真实机器人的开环行为来测试这种方法，”Salagame说。“下一步将是在模拟中实现这种闭环，然后最终在真正的机器人上实现。但这项研究告诉我们，我们的方法是可行的。我们正在处理的任务并不是微不足道的，因为当你与地面有如此多的接触时，你的关节会有很多滑动和顺应性，这会导致很多错误。”

该研究小组最近的研究表明，在蛇形机器人中同时处理运动和操纵的可行性。到目前为止，研究人员已经使用他们的方法来研究COBRA机器人与地面和盒子的相互作用。在未来，Salagame和他的合作者计划在更通用的局部操作任务上进一步测试他们的方法。

Salagame补充说:“我们正在为COBRA增加一个传感器套件，包括一个摄像头和一个IMU，我们希望利用机器人的侧绕运动来处理更多的自主运动任务。”“这是一个令人兴奋的新方面，很少在机器人中观察到。利用这种变形能力来改变机器人的惯性特性，改变翻滚的方向。

“我们还将使用摄像头来处理闭环对象操作，允许机器人识别盒子，拿起它并将其移动到不同的位置，从而有可能解决涉及高级规划的有趣任务。”

更多信息:Adarsh Salagame等，基于非脉冲接触隐式规划的滑动机器人局部操纵，机械工程学报，(2024)。期刊信息:arXiv .2404.08174

©2024 Science X Network

引用:一种在蛇启发的机器人中实现运动和操纵的方法(2024,5月26日)，2024年5月26日检索自https://techxplore.com/news/2024-05-approach-enable-locomotion-snake-robot.html 作品受版权保护。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。的有限公司 内容仅供参考之用。