Робототехника Hexapod

Робот гексаподов — это механический автомобиль, который ходит на шести ногах. Поскольку робот может быть стабильно стабильным на трех или более ногах, робот-гексапод обладает большой гибкостью в том, как он может двигаться. Если ноги становятся инвалидами, робот все равно сможет ходить. Кроме того, не все ноги робота необходимы для стабильности; другие ноги могут свободно посещать новые места для ног или манипулировать полезной нагрузкой.

Многие гепаподы-роботы биологически вдохновлены движением Hexapoda. Hexapods могут использоваться для проверки биологических теорий об локомоции насекомых, моторном контроле и нейробиологии.

Проекты
Конструкции гексаподов различаются по расположению ножек. Роботы, вдохновленные насекомыми, обычно латерально симметричны, такие как робот RiSE в Carnegie Mellon. Радиально-симметричным гексаподом является ATHLETE (All-Terrain Hex-Legged Extra-Terrestrial Explorer) робот в JPL.

Как правило, отдельные ноги варьируются от двух до шести степеней свободы. Ноги Hexapod обычно заострены, но также могут быть наклеены клеящим материалом, чтобы помочь подняться на стены или колеса, чтобы робот мог быстро ездить, когда земля плоская.

передвижение
Чаще всего, гексаподы управляются походками, которые позволяют роботу двигаться вперед, поворачиваться и, возможно, боковым шагом. Некоторые из наиболее распространенных приманок:

Поперечный штатив: 3 ноги на земле за раз.
Четвероногое.
Сканирование: перемещение только одной ноги за раз.

Походки для гексаподов часто стабильны даже в слегка скалистой и неровной местности.

Движение также может быть ненатянутым, что означает, что последовательность движений ног не фиксирована, а скорее выбрана компьютером в ответ на чувствительную среду. Это может быть очень полезно в очень скалистой местности, но существующие методы планирования движения являются дорогостоящими.

Биологически вдохновленный
Насекомые выбираются в качестве моделей, потому что их нервная система проще других видов животных. Кроме того, сложное поведение может быть связано с несколькими нейронами, а путь между сенсорным входом и выходом двигателя относительно короче. Гусительное поведение насекомых и нейронная архитектура используются для улучшения локомоции роботов. Напротив, биологи могут использовать шестнадцатеричные роботы для тестирования различных гипотез.

Биологически вдохновленные гексаподобные роботы во многом зависят от видов насекомых, используемых в качестве модели. Таракан и насекомое-палочка являются двумя наиболее часто встречающимися видами насекомых; оба этилогически и нейрофизиологически широко изучены. В настоящее время полная нервная система не известна, поэтому модели обычно объединяют разные модели насекомых, в том числе и другие насекомые.

Покрытия для насекомых обычно получают двумя подходами: централизованной и децентрализованной архитектурой управления. Централизованные контроллеры непосредственно указывают переходы всех ног, тогда как в децентрализованных архитектурах шесть узлов (ножек) подключены в параллельной сети; походки возникают из-за взаимодействия между соседними ногами.

Координация ног
Термин «координация стопы» относится к механизму, ответственному за контроль перехода между стопами; учитывая, что тело не поворачивается. Большинство подходов пытаются воспроизвести появление известных насекомых, например, треноги или формы тетрапода. Однако для поиска стабильных шагов использовались другие подходы; например, путем запуска программ с использованием генетических алгоритмов или путем оптимизации энергии ходьбы.

Ходячие узоры насекомых обычно получают двумя подходами: централизованной и децентрализованной архитектурой управления. Централизованные контроллеры непосредственно определяют переходы всех ног, тогда как в децентрализованных архитектурах шесть узлов (ножек) соединены в параллельной сети; шары получаются благодаря взаимодействию между соседними ногами.

Контроллер лапы
Границы сложности морфологии лапы отсутствуют. Однако ноги, которые построены на модели насекомых, обычно имеют от двух до шести степеней свободы. Сегменты сегментов обычно имеют название их биологического аналога, которые сходны для большинства видов. От тела до конца лапы сегменты имеют названия coxa, бедренной кости и большеберцовой кости; обычно суставы между коксами и бедренной костью и между бедренной костью и голени считаются простыми петлями. Модели сочленения между телом и кокса содержат от одной до трех степеней свободы в зависимости от вида и грудного сегмента, на котором заключена нога.