The Robot of Theseus: A modular robotic testbed for legged locomotion

要約

ロボットモデルは、特定の特徴を独立して変化させるのに役立ちますが、ほとんどの四角形ロボットは動物の形態とは大きく異なるため、生体力学的な関連性が最小限に抑えられています。
市販の四足動物ロボットは、生物学的研究プログラムにとっても非常に高価であり、カスタマイズが困難です。
ここでは、生体力学的仮説検査のために幅広い動物の形態に合うモジュラー脚を備えた低コストの4倍ロボットを紹介します。
Theus（Trot）のロボットは、3D印刷された部品と標準的な既製の供給を構築するために約4000ドルかかります。
各肢は、2つまたは3つの剛性リンクで構成されています。
近位関節を回転させて膝または肘にすることができます。
伸縮メカニズムは、各手足リンクの長さを変化させます。
オープンソースソフトウェアは、ユーザー定義の歩行と形態の変化に対応します。
有効な脚の長さ、またはクラウチは、各ジョイントを作動させる4バーリンケージによって決定されます。
バックドライブ可能なモーターは、仮想スプリングの剛性と可動域を変化させることができます。
トロットハードウェアとソフトウェアの完全な説明は、オンラインで自由に利用できます。
現存する、絶滅した、理論的な形態学の移動を比較するために、トロットの使用を実証します。
生体力学的仮説検査に加えて、新しい制御戦略の開発、陸地鉱山のクリア、リモート探査など、この低コストのモジュール式の脚のロボットプラットフォーム向けのさまざまなアプリケーションを想定しています。
すべてのCADとコードは、Trotプロジェクトページからダウンロードできます。

要約(オリジナル)

Robotic models are useful for independently varying specific features, but most quadrupedal robots differ so greatly from animal morphologies that they have minimal biomechanical relevance. Commercially available quadrupedal robots are also prohibitively expensive for biological research programs and difficult to customize. Here, we present a low-cost quadrupedal robot with modular legs that can match a wide range of animal morphologies for biomechanical hypothesis testing. The Robot Of Theseus (TROT) costs approximately $4000 to build out of 3D printed parts and standard off-the-shelf supplies. Each limb consists of 2 or 3 rigid links; the proximal joint can be rotated to become a knee or elbow. Telescoping mechanisms vary the length of each limb link. The open-source software accommodates user-defined gaits and morphology changes. Effective leg length, or crouch, is determined by the four-bar linkage actuating each joint. The backdrivable motors can vary virtual spring stiffness and range of motion. Full descriptions of the TROT hardware and software are freely available online. We demonstrate the use of TROT to compare locomotion among extant, extinct, and theoretical morphologies. In addition to biomechanical hypothesis testing, we envision a variety of different applications for this low-cost, modular, legged robotic platform, including developing novel control strategies, clearing land mines, or remote exploration. All CAD and code is available for download on the TROT project page.

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