智能仿生机器鼠
模仿动物的仿生机器人为人类探索生命规律、解决相关科学问题提供了新方法和途径,在管道检测、地形侦察、家庭服务及教育等方面具备广阔的应用前景,已被列为各经济大国国家发展战略的重要研究方向之一。现有仿生机器人研究取得长足进步,但是在微小尺度内实现多模态运动、多传感器集成等方面存在诸多挑战。鼠类兼具体型小巧、姿态多样、适应性强、社交复杂,为仿生机器人研究提供了很好的创新思路。本课题组以鼠类作为仿生对象,突破了微小型仿生机器人多关节灵巧设计与系统集成关键技术,研制成功了集成度高、运动协调能力强的仿生机器鼠,机器鼠具有以下基本特点:
1)在形态及尺寸(188×55×75 mm3)上十分接近真实鼠,拥有类似真实鼠的运动特征,具备12个主动自由度,采用腿足结构,基于行走、小跑、双足跳跃等步态控制,可以适应多种复杂地形,实现从屈膝到站立、直行、扭转、匍匐前进等多种仿生运动模拟;
2)通过融合多种材料(硅胶、ABS树脂)及现代加工方法(线切割、激光加工、MEMS)优化机构设计,高度集成了控制、驱动、无线通讯、感知等模块,实现了系统设计的高度集成化、小型化、轻量化,所有模块加在一块总重量不超过250克;
4)结合视触觉传感系统,研制出了rat-brain控制系统,利用AI技术可识别当下环境中的物体,感知触碰物体表面的粗糙度及纹理特征,以及即时定位与地图重建。利用无线通信技术,在保证控制实时性的同时,可通过多机器鼠集群控制实现大规模在线任务规划。
北京理工大学
2023-05-09