Гексапод (робототехника) - Hexapod (robotics)
Шестиногого шагающего робота не следует путать с платформой Стюарта , своего рода параллельным манипулятором, используемым в робототехнических приложениях .
Гексапод робот представляет собой механическое транспортное средство , которое идет на шесть ног. Поскольку робот может быть статически устойчивым на трех или более ногах, робот-гексапод обладает большой гибкостью в том, как он может двигаться. Если ноги будут отключены, робот все еще сможет ходить. Кроме того, не все ноги робота необходимы для устойчивости; другие ноги могут свободно дотягиваться до нового положения ног или манипулировать грузом.
Многие шестиногий роботы являются биологически вдохновленным Hexapoda локомоцией . Гексаподы могут использоваться для проверки биологических теорий о передвижении насекомых, их моторном контроле и нейробиологии.
Дизайн
Конструкции шестигранников различаются по расположению ног. Роботы, вдохновленные насекомыми, обычно симметричны по бокам, например, робот RiSE в Карнеги-Меллон. Радиально-симметричный гексапод - это робот ATHLETE (All-Terrain Hex-Legged Extra-Terrestrial Explorer) в Лаборатории реактивного движения .
Обычно отдельные ноги имеют от двух до шести степеней свободы . Ножки шестигранника обычно заостренные, но их также можно наклеить липким материалом, чтобы помочь взбираться на стены или колеса, чтобы робот мог быстро двигаться, когда земля плоская.
Передвижение
Чаще всего гексаподами управляют походки, которые позволяют роботу двигаться вперед, поворачиваться и, возможно, шагать в сторону. Вот некоторые из наиболее распространенных походок:
- Сменный штатив: 3 ножки на земле одновременно.
- Четвероногий.
- Ползание: двигайте только одной ногой за раз.
Походки гексаподов часто бывают устойчивыми даже на слегка каменистой и неровной местности.
Движение также может быть нежелательным, что означает, что последовательность движений ног не фиксируется, а выбирается компьютером в ответ на воспринимаемую среду. Это может быть наиболее полезно на очень каменистой местности, но существующие методы планирования движения требуют больших вычислительных ресурсов .
Биологически вдохновленный
Насекомые выбраны в качестве моделей, потому что их нервная система проще, чем у других видов животных. Кроме того, сложное поведение можно отнести всего к нескольким нейронам, а путь между сенсорным входом и моторным выходом относительно короче. Хождение насекомых и нейронная архитектура используются для улучшения передвижения роботов. И наоборот, биологи могут использовать роботов-гексаподов для проверки различных гипотез.
Биологически вдохновленные роботы-гексаподы во многом зависят от видов насекомых, используемых в качестве модели. Таракан и палки насекомых являются двумя наиболее часто используемыми видами насекомых; оба этиологически и нейрофизиологически тщательно изучены. В настоящее время полная нервная система неизвестна, поэтому в моделях обычно сочетаются модели разных насекомых, в том числе и других насекомых.
Походки насекомых обычно достигаются двумя подходами: централизованной и децентрализованной архитектурой управления. Централизованные контроллеры напрямую определяют переходы всех ветвей, тогда как в децентрализованных архитектурах шесть узлов (ветвей) соединены в параллельную сеть; походки возникают из-за взаимодействия соседних ног.