基于仿生的最小能耗和姿态优化的机器人机理研究

项目名称： 基于仿生的最小能耗和姿态优化的机器人机理研究

项目编号： No.51145013

项目类型： 专项基金项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 金属学与金属工艺

项目作者： 何斌

作者单位： 同济大学

项目金额： 10万元

中文摘要： 自然过程存在着环境适应的优化原理和机构，研究表明，人的行走过程中，人的重心的上下变动在能量消耗，受力等方面趋向最优，自然界优化了运动系统的各个参数。动物的研究表明，一些动物的肢体具有超强的协调性并完成超强的任务，具有相当的能力。比如：一种蚂蚁能够背负超过体重数十倍的重物，一些昆虫爬行最大速度超过体长的200倍/秒，远超现在一些地面交通工具的速度体长比，并具有非常低的能耗。 课题通过有限元建模和图像方法等模拟动物各关节生物力学模型,力图发现优化姿态(最小能量,最大稳定性),揭示进化机理,力图形成一般研究动物姿态和力学模型的方法。比较研究运动控制的CPG振荡器数学模型，结合力学模型，以能量消耗和协调性为双重目标，力图发现相应的运动控制规律。通过研究动物在肢体控制上的协调性和抗干扰的迅速反应性，结合运动学和动力学分析方法，力图刻画运动协调性和较小能耗性的机构机理。为机器人结构设计及控制提供基础。

中文关键词： 最小能耗；姿态优化；CPG控制；协调控制；

英文摘要：

英文关键词： minimum energy comsumption；gait optimization；CPG control；coordination control；