쥐 같은 날렵한 로봇은 언젠가 검사를 수행할 수 있습니다

다리가 있는 로봇은 실제 응용 분야에서 사용하기에 매우 유망하지만 좁은 공간에서 작동하는 것은 여전히 ​​어렵습니다. 환경 적응력을 향상시키기 위한 한 가지 솔루션은 여러 동작을 수행하고 페이로드를 운반할 수 있는 소형 생체모방 로봇을 설계하는 것입니다. 이 경우 동굴에 사는 쥐는 비할 데 없는 민첩성과 적응력으로 많은 주목을 받았다. 쥐의 형태나 동작 특성을 모방하려는 많은 노력이 있었습니다.

최근 중국 베이징 공과대학(Beijing Institute of Technology)의 Qing Shi 교수가 이끄는 팀은 SQuRo(소형 네 발 달린 로봇 쥐)라는 새로운 로봇 쥐 이름을 개발했습니다.

Shi 교수 팀은 움직임이나 행동을 재현할 수 있는 로봇을 개발했습니다. 생체에서 영감을 받은 디자인을 통해 여러 쥐와 같은 행동을 할 수 있는 바퀴 달린 로봇 쥐를 개발했습니다. 최근에는 바퀴를 다리로 교체하여 움직임의 민첩성을 더욱 높였습니다. IEEE Transactions on Robotics 저널에 게재된 이 연구에서는 실험 결과, 다리가 달린 로봇 SQuRo는 좁은 공간에서 실제 쥐의 움직임을 모방할 수 있는 것으로 나타났습니다.

쥐는 길쭉한 몸과 비할 데 없는 민첩성으로 인해 좁은 공간에 적응할 수 있습니다. 움직임 민첩성을 모방하기 위해 팀은 동굴에서 움직이는 쥐의 형태와 움직임 특성을 최대한 활용했습니다. 연구팀은 먼저 쥐의 KMJ(Key Movement Joint)를 추출해 자유도(DOF) 구성을 완성했다. 특히 사지 움직임을 재현하기 위해 각 팔다리에 2개의 DOF, 허리에 2개의 DOF, 머리에 2DOF를 설계하여 유연한 척추 움직임을 복제했습니다. 길고 유연한 척추 덕분에 SQuRo는 몸을 구부리고 빠르게 돌 수 있습니다.

로봇 쥐는 쥐의 형태를 모방하는 것 외에도 쥐의 운동 특성을 가지고 있습니다. 이를 위해 연구팀은 쥐와 유사한 다중 모드 동작을 구현하기 위해 계층적 개루프 컨트롤러를 제안했다. 제어 프레임워크는 주로 3개의 레이어로 구성됩니다. 1) 4가지 기본 동작 모드를 포함하고 제어 변수와 지면 반력(GRF) 간의 직접적인 관계를 설정한 다중 동작 플래너; 2) 안정성 및 작동 한계를 고려한 매개변수 최적화; 3) 각 관절의 궤적 생성. 제어 프레임워크는 민첩한 움직임과 빠른 전환을 가능하게 합니다.

SQuRo는 생체모방 유연한 구조와 멀티모달 모션 컨트롤 덕분에 웅크리고 서기, 걷기, 기는, 회전 등 다양한 동작을 수행할 수 있으며, 팔다리와 경추 부분을 조절하여 중심을 적절하게 조절하여 넘어진 후 회복할 수 있습니다. 질량(CoM). 또한 현장 테스트를 통해 SQuRo는 불규칙한 좁은 통로(내부 폭 90mm) 통과, 높이 30mm의 장애물 통과, 경사 15° 경사면에서 안정적인 이동을 달성하여 잠재력을 입증했습니다. 협소한 공간 내 검사 업무에 적용

새로 개발된 SQuRo는 비슷한 규모의 최첨단 4족 보행 로봇과 비교하여 상대적으로 더 길고 슬림한 몸체와 더 작은 무게를 가지고 있습니다. 본체 길이 0.48의 최소 회전 반경은 다른 로봇에 비해 훨씬 작습니다. 또한 SQuRo는 자체 중량의 91%에 해당하는 하중을 가해도 안정적인 이동이 가능하여 소형 4족 보행 로봇에 비해 우수한 가반하중 운반 능력을 보여줍니다. 이러한 기능을 통해 SQuRo는 좁은 공간과 거친 지형을 빠르게 통과하고 관련 시나리오에서 감지 또는 운송과 같은 작업을 수행할 수 있습니다.

자세한 내용은 이 이메일 주소는 스팸봇으로부터 보호되고 있습니다.에서 IEEE Transactions on Robotics의 Ruoxi Tian에게 문의하십시오. 보려면 JavaScript를 활성화해야 합니다.