다리 달린 로봇

Legged robot
육각동물 로봇

다리 로봇은 이동하기 위해 다리 메커니즘과 같은 관절형 사지를 사용하는 이동식 로봇의 한 종류이다.바퀴 달린 로봇보다 다재다능하고 다양한 지형을 횡단할 수 있지만, 이러한 장점 때문에 복잡성과 전력 소비량이 증가합니다.다리 로봇은 생체모방의 [1]한 예로서 인간이나 곤충과 같은 다리 달린 동물을 종종 모방한다.[2]

보행 및 지지 패턴

다리 로봇 또는 보행 기계는 거친 지형에서 이동하도록 설계되었으며 균형을 유지하기 위해 다리 액추에이터, 발 위치를 결정하기 위한 센서 및 이동 [3][4]방향과 속도를 결정하기 위한 계획 알고리즘의 제어가 필요하다.로봇의 다리가 주기적으로 땅에 닿는 것을 보행자의 보행이라고 한다.

이동을 유지하기 위해서는 보행기의 무게 중심이 정적 또는 동적으로 지지되어야 한다.정적 지지대는 무게 중심이 지면과 접촉하는 다리에 의해 형성된 지지 패턴 내에 있도록 하여 제공됩니다.무게중심의 궤적을 1개 이상의 [5]다리로부터의 힘에 의해 위치를 변경할 수 있도록 하여 동적 지지대를 제공한다.

종류들

다리 로봇은 그들이 사용하는 팔다리의 수에 따라 분류될 수 있으며, 이것은 사용 가능한 다리 수를 결정한다.많은 다리를 가진 로봇은 더 안정적인 경향이 있는 반면, 적은 수의 다리는 더 큰 기동성을 갖게 한다.

외다리

외다리 또는 포고 스틱 로봇은 네비게이션을 위해 깡충깡충 뛰는 동작을 사용합니다.1980년대에 카네기 멜론 대학교는 균형을 [6]연구하기 위해 외다리 로봇을 개발했습니다.버클리 대학의 SALTO도 [7][8][9][10]또 다른 예입니다.

양다리

주요 기사:휴머노이드 로봇과 닭 워커
아시모 - 이족 보행 로봇

이족 보행 또는 이족 보행 로봇은 이족 보행 움직임을 보인다.이 때문에, 다음의 2개의 주된 문제에 직면하고 있습니다.

  1. 스태빌리티 컨트롤(로봇의 밸런스를 참조하는 것) 및
  2. 모션 컨트롤, 이것은 로봇의 움직이는 능력을 나타냅니다.

안정 제어는 정지 [1]상태에서도 전방-후방 방향으로 균형을 유지해야 하는 이족 보행 시스템의 경우 특히 어렵습니다.몇몇 로봇들, 특히 장난감들은 큰 발로 이 문제를 해결하는데, 이것은 이동성을 줄이면서 더 큰 안정성을 제공한다.대신, 더 발전된 시스템은 가속도계나 자이로스코프와 같은 센서를 사용하여 인간의 [1]균형에 가까운 방식으로 동적 피드백을 제공합니다.이러한 센서는 모션 컨트롤과 보행에도 사용됩니다.이러한 작업의 복잡성은 기계 [2]학습에 도움이 됩니다.

간단한 이족 보행 운동은 각 변의 길이가 한 단계의 길이와 일치하는 롤링 폴리곤으로 근사할 수 있습니다.단차가 짧아질수록 변의 수가 증가하고 원운동에 가까워진다.이것은 보폭 [2]길이의 제한으로서 이보행 운동과 바퀴 운동을 연결합니다.

이족 로봇에는 다음이 포함됩니다.

네 발 달린

네 발 달린 로봇 "빅독"이 어려운 지형을 통과할 수 있는 노새로 개발되고 있었다.

네발 또는 네발 로봇은 네발 움직임을 보인다.특히 이동 중에 이족 보행 로봇에 비해 안정성이 향상되는 효과를 얻을 수 있습니다.느린 속도에서는 4족 보행 로봇이 한 번에 한 다리만 움직일 수 있어 안정적인 삼각대를 보장할 수 있습니다.4족 로봇은 또한 2족 [1]시스템보다 낮은 무게중심의 혜택을 누린다.

4개의 다리가 달린 로봇은 다음과 같습니다.

  • 히로세요네다 [1]연구소가 1980년대부터 개발한 타이탄 시리즈.
  • 역동적으로 안정된 빅독은 2005년 보스턴 다이내믹스, NASA 제트추진연구소, 하버드대 콩코드 필드 [12]스테이션에 의해 개발되었다.
  • 빅독의 후속 모델인 LS3.
  • 스폿 바이 보스턴 다이내믹스
  • ANYbotics의[13] ANYmal 및 ANYmal X(방폭 버전)
  • MIT의 새로운 등 뒤집기 미니 치타 로봇
  • Aliengo[14] by Unitree Robotics
  • 스탠퍼드[15] 퍼퍼
  • 오픈 다이내믹 로봇 이니셔티브[16]
  • MAB[17] 로보틱스의 허니 오소리

육족

6개의 다리를 가진 로봇, 즉 육각동물은 2족 보행 로봇이나 4족 보행 로봇보다 훨씬 더 큰 안정성에 대한 욕구에 의해 동기 부여된다.그들의 최종 디자인은 종종 곤충의 역학을 모방하고, 그들의 개트는 비슷하게 분류될 수 있다.여기에는 다음이 포함됩니다.

  • 파도타기: 가장 느린 걸음걸이로, 한 쌍의 다리가 뒤에서 앞으로 "파도"로 움직입니다.
  • 삼각대 걸음걸이: 3개의 다리가 동시에 움직이는 약간 빠른 걸음걸이.나머지 세 개의 다리는 [1]로봇에 안정적인 삼각대를 제공합니다.

6족 로봇에는 다음이 포함됩니다.

  • 오덱스는 1980년대에 오데틱스에 의해 개발된 375파운드 육각동물이다.Odex는 각각의 [6]다리를 제어하는 내장 컴퓨터로 두각을 나타냈다.
  • 최초의 자율형 6족 로봇 중 하나인 징기스는 1980년대 [1][18]로드니 브룩스에 의해 MIT에서 개발되었다.
  • 현대 장난감 시리즈, 헥스버그.

팔다리

8개의 다리를 가진 로봇은 거미와 다른 거미류, 그리고 몇몇 수중 보행기에서 영감을 얻었다.그것들은 다리 달린 [1]로봇으로 초기 성공을 가능케 했던, 단연코 최고의 안정성을 제공한다.

8개의 다리가 달린 로봇은 다음과 같습니다.

하이브리드

어떤 로봇들은 다리와 바퀴의 조합을 사용한다.이를 통해 바퀴 달린 이동의 속도와 에너지 효율은 물론 다리 달린 내비게이션의 이동성도 얻을 수 있습니다.두 다리에 바퀴가 달린 이족 보행 로봇인 보스턴 다이내믹스 핸들이 한 예이다.[20]

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b c d e f g h i Bekey, George A. (2005). Autonomous robots: from biological inspiration to implementation and control. Cambridge, Massachusetts: MIT Press. ISBN 978-0-262-02578-2.
  2. ^ a b c Wang, Lingfeng.; Tan, K. C.; Chew, Chee Meng. (2006). Evolutionary robotics: from algorithms to implementations. Hackensack, N.J.: World Scientific Pub. ISBN 978-981-256-870-0.
  3. ^ S. M. Song과 K. J. Waldron, 걷는 기계: 어댑티브 서스펜션 차량, MIT 프레스, 327pp
  4. ^ J. Michael McCarthy (March 2019). Kinematic Synthesis of Mechanisms: a project based approach. MDA Press.
  5. ^ M. H. 레이버트, 균형을 잡는 다리 로봇케임브리지, 매사추세츠: MIT 프레스, 1986.
  6. ^ a b Britton, Peter (September 1984). "Engineering the new breed of walking machines". Popular Science. Vol. 225, no. 3. pp. 67–69.
  7. ^ Israel, Brett (2016-12-06). "Wall-jumping robot is most vertically agile ever built". Berkeley News. Retrieved 2017-06-07.
  8. ^ 제이슨 팔코너."2부 "터터치 점프"는 점프 로봇의 전력 소비를 줄일 수 있다." 2012.
  9. ^ 바이런 스파이스."바우고! CMU 로봇 연구진은 높은 목표를 가진 pogo 스틱을 개발했습니다." 2001.
  10. ^ Liv. "폭발적인 Pogo 스틱 로봇이 25피트 장애물을 뛰어넘다" 2011-08-06년 Wayback Machine 2009에 아카이브
  11. ^ 니디, 서브바라맨2013. "영웅" 휴머노이드 발키리는 나사의 최신 두 발로 걷는 로봇이다.2018-03-22 Wayback Machine NBC News에 보관.12월 11일.
  12. ^ "BigDog - The Most Advanced Rough-Terrain Robot on Earth". Boston Dynamics. Archived from the original on 2017-05-18. Retrieved 2017-06-07.
  13. ^ "ANYbotics Autonomous Legged Robots for Industrial Inspection". ANYbotics.
  14. ^ Chen, Zhongkai. "unitree". unitree.
  15. ^ "Pupper — Stanford Student Robotics". Stanford Student Robotics.
  16. ^ "Open Dynamic Robot Initiative". open-dynamic-robot-initiative.github.io.
  17. ^ MAB Robotics. "MAB Robotics company website".
  18. ^ 브룩스, R.(1989)걷는 로봇: 신중하게 진화한 네트워크로부터의 긴급한 동작.신경계산 1(2): 253-262.R에 전재.브룩스, 캠브리아 정보국: The Early History of the New AI (매사추세츠, 캠브리지: MIT Press), 2장.
  19. ^ Walsh, Michael (2017-02-11). "Giant Robot Spiders Will Soon Rule Us All". Nerdist. Archived from the original on 2017-02-15. Retrieved 2017-06-07.
  20. ^ Ackerman, Erico Guizzo and Evan (2017-02-27). "Boston Dynamics Officially Unveils Its Wheel-Leg Robot: "Best of Both Worlds"". IEEE Spectrum: Technology, Engineering, and Science News. Retrieved 2017-06-07.