腿式運動以一系列機器人和地面之間的點接觸為特征。其主要優點包括在粗糙地形上(圖2.5)的自適應性和機動性。因為只需要一組點接觸,所以只要機器人能夠 保持適當的地面整潔度,這些點之間的地面質量是無關緊要的。另外,只要行走機器 人的步距大于洞穴的寬度,它就能跨越洞穴或者裂口。腿式運動的Z后一個優點是, 能用高度的技巧來操縱環境中的物體。舉一個精彩的昆蟲例子,即甲殼蟲,它用靈巧 的前肢在運動的同時能夠滾動一個球。
腿式運動的Z主要的缺點包括動力和機械的復雜性。腿,可能包括幾個自由度, 需要能夠支撐機器人部分總重量,而且在許多機器人中,腿需要能夠抬高和放低機器人。另外,如果腿有足夠數目的自由度,在許多不同的方向給予力,機器人就能實現高度的機動性 。
腿式移動機器人特別適合于粗糙地形,在這種地形上,它們能夠橫越輪式系統 不能通過的障礙,如(a) 臺階,(b) 裂隙,或(c) 沙斑。另外,當機器人跌倒時,高 數目的自由度容許機器人站起來(d) 并保持負重平衡(e)。由于腿式系統不需 要支撐的連續路經,它們可以依靠少數幾個所選的立腳點,從而減少對環境的 影響(f) 。
具有全方位輪的機器人有3個自由度運動的能力,即沿著 平面上x 軸,y 軸以及繞自身中心旋轉的運動能力,這充分增加了機器人的機動性,全方位移動機器人可以由不同數量的全方位輪組成
雙輪差速驅動的移動機器人的運動學模型, 即討論給定機器人的幾何特征和它的輪子速度后,機器人的運動方程,機器人有2個主動輪子,各具直徑r, 兩輪輪間距為l
無中間減少傳動環節或嚙合環節,定位準確;無相對摩擦,減少不必要的磨損和功率損失;機器人速度快,力量大,對抗性強;無相對摩擦,延長了輪軸壽命;保護了電機,抗沖擊性好
依據通過3軸(X,Y,Z) 各自的加速度檢測和檢測各軸相對基準的轉角偏差的慣性導航系統來求解;用速度陀螺儀等求得每單位時間的移動距離和單位時間的方位變化,計算出每個時刻的位置和方位
機器人的大腦的作用主要是針對當前語義、文字的理解識別出任務目標, 并結合輸入的圖像信息,在環境中識別出操作對象;做出合理的指令任務推導,并生成小腦的執行指令
如何實時、精準跟蹤末端執行器與被操作物體之間的空間距離和位置信息;如何正確選擇跟交互物體的操作位姿;機器人在實際操作中獲取最優抓取姿態和位置的能力
手眼協同能通過視覺做好對靈巧手位置的判斷、動作的規劃及與物體交互策略判定,并能夠根據手的傳感器信息,判斷力的大小方向是否合適,從而大幅提升定向抓取操作的成功率
雙手靈巧配合可完成具有生物運動特征的圍巾佩戴任務;靈巧手精準執行酒杯和酒瓶的抓握,雙臂+雙手協同完成倒酒操作;對日常保潔工作的覆蓋,包括在室內場景巡航,針對衛生間、餐桌等場景的保潔操作
大規模應用場景不足,應用場景直接影響機器人需求的剛性程度;人形機器人機構復雜,制造成本高昂,成本控制有賴于大規模生產的基礎及多方位的技術
具身智能包含具身感知、具身想象和具身執行三個模塊,各學科相對成熟的積累為具身智能進一步發展提供基礎,通過多模型訓練,在多傳感器合作下完成任務執行
學習方法:旁觀型學習,實踐性學習;擅長領域:智能中表征與計算的部分,主動式感知,執行物理任務;感知方法:被動接受數據,支持與外界交互