Animals run robustly in diverse terrain. This locomotion robustness is puzzling because axon conduction velocity is limited to a few ten meters per second. If reflex loops deliver sensory information with significant delays, one would expect a destabilizing effect on sensorimotor control. Hence, an alternative explanation describes a hierarchical structure of low-level adaptive mechanics and high-level sensorimotor control to help mitigate the effects of transmission delays. Motivated by the concept of an adaptive mechanism triggering an immediate response, we developed a tunable physical damper system. Our mechanism combines a tendon with adjustable slackness connected to a physical damper. The slack damper allows adjustment of damping force, onset timing, effective stroke, and energy dissipation. We characterize the slack damper mechanism mounted to a legged robot controlled in open-loop mode. The robot hops vertically and planar over varying terrains and perturbations. During forward hopping, slack-based damping improves faster perturbation recovery (up to 170%) at higher energetic cost (27%). The tunable slack mechanism auto-engages the damper during perturbations, leading to a perturbation-trigger damping, improving robustness at minimum energetic cost. With the results from the slack damper mechanism, we propose a new functional interpretation of animals' redundant muscle tendons as tunable dampers.


翻译:动物在不同的地形中稳健地运行。 这种振动性强强的状态令人费解, 因为轴导速度限制在每秒10米。 如果反反射环能提供感官信息, 严重延误, 人们会期待感官机控制会产生不稳定效应。 因此, 另一种解释描述了低层次适应性机理和高层次感官机控的等级结构, 以帮助减轻传输延迟的影响。 受适应机制概念的驱动, 引发立即反应, 我们开发了一个可以调试的物理阻力系统。 我们的机制结合了与物理阻力连接的可调整松懈的倾向。 如果反射环能提供感官信息, 则会大大延误感官控制感官控制。 因此, 我们用另一种解释来描述在开路模式中被控制的一个腿型机器人安装的松懈的防堤机制。 机器人在不同的地形和扰动中垂直和平滑动地跳动跳动。 在前期购物期间, 减型的堤动会改善扰动性动物的恢复速度( 提高到170 % ), 高能力成本( 27 % ) ) 。 调调调调调调的软质软力机制, 。

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