RI: Robust implementation of foot placement for balance of 3D bipedal walking

RI：稳健地实现足部放置以实现 3D 双足行走的平衡

• 批准号: 0705390
• 负责人: Andy Ruina
• 金额: --
• 依托单位: Cornell University
• 依托单位国家: 美国
• 项目类别: Standard Grant
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 美国
• 起止时间: 2007-08-15 至 2012-07-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nsf.gov/awardsearch/showAward?AWD_ID=0705390&HistoricalAwards=false
• 关键词: RI; Robust; implementation; foot; placement

Andy Ruina's group at Cornell will master the use of footplacement as a means for balance in robotic walking. Ruina'sprevious research shows that, in principle, a robot could walk,say, 10-20 km on a single battery charge much like a person canwalk a similar distance on energy from a good meal. In practice,however, typical robots today only walk tens of meters. Theefficient machines fall down too often. The stable machines runout of energy. Today's robots are either efficient or stable,but not both. This shortcoming represents a lack of understandingof the nature of balance using foot placement.Ruina's approach will build on his Cornell lab's success inmaking bipedal robots whose energy use, per unit distance andmass, is comparable to that of humans. The new robots willimprove on the robustness in the previous efficient machines byusing controlled foot placement for balance.Successful design and construction of the proposed new robotswill demonstrate the utility of holding energetic efficiency,control simplicity and control robustness paramount in the designof humanoid mechanisms. Further, general understanding ofmachine efficiency and stability will be enhanced.

康奈尔大学的安迪·瑞纳小组将掌握使用脚位作为机器人行走中的平衡手段。 Ruina的大量研究表明，原则上，机器人可以在一次电池充电的情况下行走10-20公里，就像一个人可以在一顿美餐的能量下行走类似的距离一样。 然而，在实践中，今天的典型机器人只能走几十米。高效率的机器太常出故障。 稳定的机器耗尽了能量。 今天的机器人要么高效，要么稳定，但不能两者兼而有之。这一缺陷表明，人们对利用脚的位置来实现平衡的本质缺乏理解。瑞那的方法将建立在他的康奈尔大学实验室成功制造出的两足机器人的基础上，这种机器人的单位距离和单位质量的能量消耗与人类相当。 新型机器人将通过控制脚的位置来实现平衡，从而改善以往高效机器人的鲁棒性，成功地设计和建造新型机器人将证明在拟人机构设计中保持能量效率、控制简单性和控制鲁棒性的重要性。 此外，对机器效率和稳定性的一般理解将得到加强。