Spinal Helical Actuation Patterns for Locomotion in Soft Robots.
Spinal Helical Actuation Patterns for Locomotion in Soft Robots.
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DOI：
10.1109/lra.2020.2982352
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发表时间：
2020-07
影响因子：
5.2
通讯作者：
Kramer-Bottiglio R
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Case JC;Gibert J;Booth J;SunSpiral V;Kramer-Bottiglio R
脊椎驱动的运动在20世纪80年代首次被假设存在于生物系统中。然而，直到最近，这个概念才被应用于腿式机器人。迄今为止，在机器人中实现脊椎驱动的运动时，研究人员一直专注于脊椎的弯曲。在这篇文章中，我们提出了一个额外的模式，脊髓驱动的运动：轴向扭转通过螺旋驱动模式。为了研究扭转脊柱驱动的运动，六腿机器人与非驱动腿。该机器人被设计为模块化，以允许物理系统的变化，例如脊柱和腿的材料刚度，并且具有围绕机器人的中央弹性脊柱螺旋的致动器。提供了一个模型来解释扭转脊髓驱动的运动。三个脊椎步态的发展，让机器人向前走，通过它，我们证明了机器人的速度可以通过脊柱和腿的刚度的影响。我们还证明了一个单一的步态可以用来驱动机器人前进，并把机器人的左，右，通过调整腿的位置或脚的摩擦。结果表明，包括螺旋致动模式可以帮助运动。将这些致动模式或主动轴向扭转添加到具有主动腿控制的未来更复杂的机器人可以提高运动的能量效率或实现快速动态操纵。
Spinal-driven locomotion was first hypothesized to exist in biological systems in the 1980s. However, only recently has the concept been applied to legged robots. In implementing spinal-driven locomotion in robots to-date, researchers have focused on bending in the spine. In this article, we propose an additional mode of spinal-driven locomotion: axial torsion via helical actuation patterns. To study torsional spinal-driven locomotion, a six-legged robot with unactuated legs is used. This robot is designed to be modular to allow for changes in the physical system, such as material stiffness of the spine and legs, and has actuators that spiral around the central elastomeric spine of the robot. A model is provided to explain torsional spinal-driven locomotion. Three spinal gaits are developed to allow the robot to walk forward, through which we demonstrate that the speed of the robot can be influenced by the stiffness of the spine and legs. We also demonstrate that a single gait can be used to drive the robot forward and turn the robot left and right by adjusting the leg positions or foot friction. The results indicate that the inclusion of helical actuation patterns can assist in movement. The addition of these actuation patterns or active axial torsion to future, more complex robots with active leg control may enhance the energy efficiency of locomotion or enable fast, dynamic maneuvering.
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DOI：
10.2307/1376265
发表时间：
1959-01-01
期刊：
JOUR MAMMAL
影响因子：
--
作者：
HILDEBRAND, MILTON U.
通讯作者：
HILDEBRAND, MILTON U.
DOI：
10.1111/j.1096-3642.1985.tb01178.x
发表时间：
1985-01-01
影响因子：
2.8
作者：
KIER, WM;SMITH, KK
通讯作者：
SMITH, KK
影响因子：
6.4
作者：
Seok, Sangok;Wang, Albert;Kim, Sangbae
通讯作者：
Kim, Sangbae
影响因子：
25
作者：
Booth, Joran W.;Shah, Dylan;Kramer-Bottiglio, Rebecca
通讯作者：
Kramer-Bottiglio, Rebecca
DOI：
10.1186/s40638-018-0088-4
发表时间：
2018-01-01
期刊：
Robotics and biomimetics
影响因子：
--
作者：
Seibel, Arthur;Schiller, Lars
通讯作者：
Schiller, Lars