Physical synchronization of soft self-oscillating limbs for fast and autonomous locomotion

要約

動物は、脳から身体内の身体的カップリングへの調節をオフロードすることにより、堅牢な運動を達成します。
対照的に、人工システムの移動は、多くの場合、集中化されたプロセッサに依存します。
制御信号なしで、自己展開の手足と環境の間の物理的相互作用を通じて出現する同期された歩行を使用して、迅速かつ自律的な移動戦略を導入します。
各四肢は、300 HERTZに達する周波数で周期的なステッピング運動を実行するために一定の空気の流れのみを必要とする単一のソフトチューブです。
これらの自己展開のいくつかを組み合わせることにより、それらの物理的同期により、同等の最先端よりも桁違いに高速な移動速度が可能になります。
身体環境のダイナミクスを通じて、これらの一見単純なデバイスは、障害物の回避、水陸両用歩行遷移、光軸などの自律性を示します。

要約(オリジナル)

Animals achieve robust locomotion by offloading regulation from the brain to physical couplings within the body. In contrast, locomotion in artificial systems often depends on centralized processors. We introduce a rapid and autonomous locomotion strategy with synchronized gaits emerging through physical interactions between self-oscillating limbs and the environment, without control signals. Each limb is a single soft tube that only requires constant flow of air to perform cyclic stepping motions at frequencies reaching 300 hertz. By combining several of these self-oscillating limbs, their physical synchronization enables locomotion speeds that are orders of magnitude faster than comparable state-of-the-art. Through body-environment dynamics, these seemingly simple devices exhibit autonomy, including obstacle avoidance, amphibious gait transitions, and phototaxis.

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