In this paper, we propose a novel design of a hybrid mobile robot with controllable stiffness and deformable shape. Compared to conventional mobile agents, our system can switch between rigid and compliant phases by solidifying or melting Field's metal in its structure and, thus, alter its shape through the motion of its active components. In the soft state, the robot's main body can bend into circular arcs, which enables it to conform to surrounding curved objects. This variable geometry of the robot creates new motion modes which cannot be described by standard (i.e., fixed geometry) models. To this end, we develop a unified mathematical model that captures the differential kinematics of both rigid and soft states. An optimised control strategy is further proposed to select the most appropriate phase states and motion modes needed to reach a target pose-shape configuration. The performance of our new method is validated with numerical simulations and experiments conducted on a prototype system. The simulation source code is available at https://github.com/Louashka/2sr-agent-simulation.git}{GitHub repository.


翻译:在本文中, 我们提出一个新型的混合移动机器人的新设计, 具有可控性硬度和可变形状。 与常规移动剂相比, 我们的系统可以在其结构结构中固化或熔化Field的金属, 从而改变其形状。 在软体状态下, 机器人的主体可以弯成圆弧形, 使其能够与周围弯曲的物体相一致。 机器人的这种可变几何方法创造了新的运动模式, 无法用标准( 固定几何) 模型描述。 为此, 我们开发了一个统一的数学模型, 捕捉硬体和软体状态的不同运动动力学。 进一步提出了优化的控制战略, 选择最合适的阶段状态和运动模式, 以达到目标的组合配置。 我们的新方法的性能通过数字模拟和对原型系统进行的实验得到验证。 模拟源代码可在 https://githuub. com/ Louashka/2sr- agent- immulation.gib* 。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
44+阅读 · 2020年10月31日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium7
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月15日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年11月21日
Adaptive Synthetic Characters for Military Training
Arxiv
46+阅读 · 2021年1月6日
VIP会员
相关资讯
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium7
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月15日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员