智能仿生機器鼠
模仿動物的仿生機器人為人類探索生命規律、解決相關科學問題提供了新方法和途徑,在管道檢測、地形偵察、家庭服務及教育等方面具備廣闊的應用前景,已被列為各經濟大國國家發展戰略的重要研究方向之一。現有仿生機器人研究取得長足進步,但是在微小尺度內實現多模態運動、多傳感器集成等方面存在諸多挑戰。鼠類兼具體型小巧、姿態多樣、適應性強、社交復雜,為仿生機器人研究提供了很好的創新思路。本課題組以鼠類作為仿生對象,突破了微小型仿生機器人多關節靈巧設計與系統集成關鍵技術,研制成功了集成度高、運動協調能力強的仿生機器鼠,機器鼠具有以下基本特點:
1)在形態及尺寸(188×55×75 mm3)上十分接近真實鼠,擁有類似真實鼠的運動特征,具備12個主動自由度,采用腿足結構,基于行走、小跑、雙足跳躍等步態控制,可以適應多種復雜地形,實現從屈膝到站立、直行、扭轉、匍匐前進等多種仿生運動模擬;
2)通過融合多種材料(硅膠、ABS樹脂)及現代加工方法(線切割、激光加工、MEMS)優化機構設計,高度集成了控制、驅動、無線通訊、感知等模塊,實現了系統設計的高度集成化、小型化、輕量化,所有模塊加在一塊總重量不超過250克;
4)結合視觸覺傳感系統,研制出了rat-brain控制系統,利用AI技術可識別當下環境中的物體,感知觸碰物體表面的粗糙度及紋理特征,以及即時定位與地圖重建。利用無線通信技術,在保證控制實時性的同時,可通過多機器鼠集群控制實現大規模在線任務規劃。
北京理工大學
2023-05-09