一種基于生物機(jī)理的機(jī)器人行為選擇與運(yùn)動(dòng)控制方法研究.pdf

1、機(jī)器人經(jīng)常需要在動(dòng)態(tài)不確定環(huán)境中完成任務(wù),而脊椎動(dòng)物可以很好的適應(yīng)動(dòng)態(tài)環(huán)境,因此基于生物機(jī)理的機(jī)器人為機(jī)器人的控制研究提供了一條新的思路。在生物學(xué)解剖學(xué)發(fā)展的支持下,如何通過生物學(xué)原理建立數(shù)學(xué)模型并實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的控制,有著重要的工程學(xué)研究意義。
　　 本文主要研究了基于生物機(jī)理四足機(jī)器人的步態(tài)決策與步態(tài)實(shí)現(xiàn)技術(shù)。大腦中的基底神經(jīng)節(jié)可以接收外界的刺激進(jìn)行行為選擇,而脊髓中的中樞模式發(fā)生器可以操縱肢體進(jìn)行節(jié)律運(yùn)動(dòng),它們共同支配動(dòng)物完成

2、復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)。將這兩種生物機(jī)理分別用于四足機(jī)器人的行為決策和運(yùn)動(dòng)控制,可提高機(jī)器人適應(yīng)環(huán)境的能力。
　　 文章以四足動(dòng)物捕獵為應(yīng)用原型,利用ROBOTIS公司的Bioloid機(jī)器人套件,制作了四足機(jī)器人Puppy-I,實(shí)現(xiàn)了四足機(jī)器人發(fā)現(xiàn)目標(biāo)、識(shí)別目標(biāo)、步態(tài)決策、運(yùn)動(dòng)控制的過程。其中,基于圖像處理技術(shù),完成了Puppy-I對(duì)目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)和識(shí)別;基于基底神經(jīng)節(jié)模型實(shí)現(xiàn)了步態(tài)決策;基于中樞模式發(fā)生器模型實(shí)現(xiàn)了“慢走、遛步、小跑、奔跑”這