Classically, the development of humanoid robots has been sequential and iterative. Such bottom-up design procedures rely heavily on intuition and are often biased by the designer's experience. Exploiting the non-linear coupled design space of robots is non-trivial and requires a systematic procedure for exploration. We adopt the top-down design strategy, the V-model, used in automotive and aerospace industries. Our co-design approach identifies non-intuitive designs from within the design space and obtains the maximum permissible range of the design variables as a solution space, to physically realise the obtained design. We show that by constructing the solution space, one can (1) decompose higher-level requirements onto sub-system-level requirements with tolerance, alleviating the "chicken-or-egg" problem during the design process, (2) decouple the robot's morphology from its controller, enabling greater design flexibility, (3) obtain independent sub-system level requirements, reducing the development time by parallelising the development process.


翻译:典型地说,人造机器人的发展是相继和迭接的,这种自下而上的设计程序严重依赖直觉,往往受到设计者的经验的偏差。探索机器人的非线性搭配设计空间是非三角的,需要系统性的勘探程序。我们采用了自上而下的设计战略,即汽车和航空航天工业中使用的V型设计战略。我们的共同设计方法从设计空间中确定非直观的设计,并获得设计变量的最大允许范围,作为解决方案空间,以实际实现获得的设计。我们表明,通过建造解决方案空间,可以(1) 将更高层次的要求与亚系统层面的要求分离,同时在设计过程中以容忍的方式缓解“chicen-or-egg”问题,(2) 使机器人的形态与其控制器脱钩,使设计具有更大的灵活性,(3) 获得独立的子系统层面的要求,通过平行开发过程来减少开发时间。

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