Recherche – hexapode robotique 2

Original: http://www.life.illinois.edu/delcomyn/RSRobotics2.html

 

Le robot hexapod développé par le groupe hexapod Illinois s’inspire de la blatte américaine Periplaneta americana. Nous avons choisi cet insecte comme un modèle en raison de son extraordinaire vitesse et agilité et parce que la structure et la physiologie de l’insecte sont raisonnablement bien connus. Le corps du robot mesure 58 cm par 14 cm de hauteur, largeur et longueur de 23 cm. Il a une garde au sol de plus de 15 cm en position debout. Les jambes, projetant latéralement et vers l’avant, ajouter environ 38 cm à la largeur et 18 cm pour la longueur. Le robot pèse environ 11 kg, la plupart du poids étant les soupapes qui commandent les actionneurs pneumatiques. Les dimensions physiques du corps du robot et jambes sont généralement entre 12 et 17 fois la taille des dimensions comparables de la blatte. Le robot, cependant, est beaucoup plus lourd par rapport à sa taille en raison du poids des soupapes.

Hexapod Robot

Robot hexapode, MARK I. Le robot est alimenté par air comprimé, qui pénètre par le tube de gauche à droite. Trois piles des robinets commandés électroniquement (jaunes), six paires de chaque pile, contrôler le flux d’air dans les cylindres attachés à chaque segment de pied. (Certains segments ont deux cylindres attachés pour une plus grande puissance.) Le robot est d’environ 2 pieds de longs et pèse environ 24 livres.

Le robot est alimenté par des vérins pneumatiques qui utilisent un mécanisme unique de robinetterie pour imiter les caractéristiques musculaires importants tels que le développement de la force et respect, en plus d’offrir une plus grande force et une accélération plus élevée par rapport aux nombreux actionneurs motorisés. Notre objectif ultime est d’utiliser la structure d’un insecte en plus des principes biologiques connus pour contrôler les insectes marchant comme modèles sur lequel baser la structure du robot et de l’organisation et le fonctionnement de son contrôleur. Toutefois, afin que nous puissions construire un robot fonctionne assez rapidement, nous avons initialement destiné pour plus de simplicité dans notre conception. Par conséquent, même si nous avons été guidés par les caractéristiques structurales et fonctionnelles de l’insecte dans le développement de notre robot, nous n’avons pas tenté de reproduire l’insecte fidèlement dans les moindres détails, et notre contrôleur de locomotion actuel n’incarne pas tous les principes biologiques que nous savons pour être important.
Le développement de robots autonomes de marche est encore à ses débuts, mais à l’heure actuelle notre robot peut lever, résister à des perturbations et de marcher. Vous pouvez observer ces actions en cliquant sur l’image appropriée ci-dessous.

[Robot standing up] [Robot resisting perturbation] [Robot walking]

Basé sur les capacités de performance de robots actuels, il est clair que les ingénieurs ont encore beaucoup à apprendre sur la façon de produire le type de contrôle flexible des mouvements que les insectes ou autres animaux semble utiliser à cet effet bon. C’est où les robots biologiquement inspirées peuvent jouer un rôle. Même si les bases neurales du contrôle locomoteur ne sont pas complètement élucidé, les robots biomimétiques peuvent servir comme outils de recherche afin de vérifier les hypothèses sur la relation entre la conception du corps et de la performance, sur le rôle de capteurs et d’actionneurs pour atteindre un certain niveau de performance adaptative, ou sur le moyen le plus efficace pour contrôler plusieurs éléments (les jambes) d’une manière souple et coordonnée. Comme la connaissance des systèmes biologiques se développe, cette connaissance peut être appliquée à la conception d’un robot et testée pour voir quelles améliorations dans la performance, elle pourrait conduire à.

Dans le même temps, étude des robots biomimétiques peut aider la communauté neurobiologique en fournissant un banc d’essai physique pour des idées sur comment coordonnée locomotion est réalisée. Hypothèses allant de celles qui concernent les mathématiques de la théorie de l’oscillateur à ceux suggérant le rôle spécifiques des organes de sens dans la régulation des mouvements de jambe et de la coordination peut être testé par leur mise en œuvre dans les matériels et logiciels. La capacité d’un chercheur de changer un arrangement physique ou réécrire les algorithmes logiciels présente l’occasion de tester ces hypothèses d’une manière qui n’est pas possible à un animal vivant. Les connaissances tirées de ces expériences devraient être immédiatement applicables pour améliorer la conception du robot, conduisant à de meilleures performances.
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Publications pertinentes

Delcomyn, F. 1992. La marche des cafards–simplicité trompeuse. Dans, les réseaux de neurones biologiques en neuroéthologie d’invertébrés et de la robotique. Éd. par R. Beer, R.R. Ritzmann et T. McKenna, chapitre 2, p. 21-41. New York : Academic Press.

Cocatre-Zilgien, J.H., F. Delcomyn et J.M. Hart. 1996. la performance d’un actionneur pneumatique « fuite » de muscle comme propulsé par modulé air impulsions. J. robotique Sys. 13, 379-390.
Delcomyn, F., M.E. Nelson et J.H. Cocatre-Zilgien. 1996. organes sensoriels des insectes jambes et la sélection de capteurs pour les robots marche agiles. Int J. Robotics référence 15, 113-127.
Reichler, J.A. et F. Delcomyn. 1998. contrôle des algorithmes pour robots inspirées : un banc d’essai de simulation. Zobel de R. et D. Moeller, eds, Simulation–passé, présent et futur. 12ème européenne Simulation Multiconference, pp. 437-442.
Delcomyn, F. 1999. Marche des robots et le contrôle central et périphérique de la locomotion chez les insectes. Auton. Rob. 7, 259-270.
Delcomyn, F. et Nelson, M.E. 2000. Architectures pour un robot hexapode biomimétique. Robot. Auton. Sys. 30, 5-15.

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