Controlling a CyberOctopus Soft Arm with Muscle-like Actuation
Controlling a CyberOctopus Soft Arm with Muscle-like Actuation
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通过类似肌肉的驱动来控制 CyberOctopus 软臂
DOI：
10.1109/cdc45484.2021.9683318
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发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
P. Mehta
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Heng;Udit Halder;Ekaterina D. Gribkova;Arman Tekinalp;Noel M. Naughton;M. Gazzola;P. Mehta
本文提出了一种应用的能量成形方法来控制一个灵活的，弹性Cosserat杆模型的一个单一的章鱼arm. The新的贡献这项工作是两方面的：（i）一个面向控制的建模的解剖学现实的内部肌肉结构的章鱼手臂;和（ii）这些肌肉模型的整合到能量成形控制方法。面向控制的建模从非线性弹性理论和能量成形控制理论中得到了同等的启发。通过引入肌肉的储能函数，避免了与明确求解能量成形方法的匹配条件相关联的困难。整个控制器设计问题是一个两层优化问题。其解是通过迭代算法得到的。该方法在全尺寸动态仿真环境Elastica中进行了数值实现和演示。报道了两个控制章鱼手臂的仿生数值实验。
This paper presents an application of the energy shaping methodology to control a flexible, elastic Cosserat rod model of a single octopus arm. The novel contributions of this work are two-fold: (i) a control-oriented modeling of the anatomically realistic internal muscular architecture of an octopus arm; and (ii) the integration of these muscle models into the energy shaping control methodology. The control-oriented modeling takes inspiration in equal parts from theories of nonlinear elasticity and energy shaping control. By introducing a stored energy function for muscles, the difficulties associated with explicitly solving the matching conditions of the energy shaping methodology are avoided. The overall control design problem is posed as a bilevel optimization problem. Its solution is obtained through iterative algorithms. The methodology is numerically implemented and demonstrated in a full-scale dynamic simulation environment Elastica. Two bio-inspired numerical experiments involving the control of octopus arms are reported.
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DOI：
10.1098/rsif.2013.0816
发表时间：
2014-02-06
期刊：
Journal of the Royal Society, Interface
影响因子：
--
作者：
Tramacere F;Kovalev A;Kleinteich T;Gorb SN;Mazzolai B
通讯作者：
Mazzolai B
影响因子：
--
作者：
F. Zajac
通讯作者：
F. Zajac
DOI：
10.1115/1.3138535
发表时间：
1985-01-01
影响因子：
1.7
作者：
AUDU, ML;DAVY, DT
通讯作者：
DAVY, DT
影响因子：
5.2
作者：
Naughton, Noel;Sun, Jiarui;Gazzola, Mattia
通讯作者：
Gazzola, Mattia
影响因子：
16.6
作者：
Zhang, Xiaotian;Chan, Fan Kiat;Gazzola, Mattia
通讯作者：
Gazzola, Mattia