Spherical Rolling Robots Design, Modeling, and Control: A Systematic Literature Review

要約

球体ロボットは、探査、トンネル点検、地球外ミッションなどへの応用で関心が高まっている。バリセントリック構成、振り子ベースの機構など、多様な設計が登場している。さらに、伝統的なPIDアプローチから最先端のニューラルネットワークまで、幅広い制御戦略が提案されている。我々のシステマティックレビューは、1996年から2023年までの球体ロボットに採用されているロコモーションシステムと制御方式を包括的に特定し、分類することを目的としている。5つのデータベースを丹念に検索した結果、3189件のデータセットが得られた。徹底的な分析の結果、私たちは斬新なデザインと制御戦略のコレクションを特定した。得られた知見を活用し、球体ロボットの設計と制御を最適化するための貴重な提言を提供し、新規設計の試みと現場配備の進展の両方を支援する。さらに、球体ロボットの能力を最大限に引き出す可能性を秘めた重要な研究の方向性を明らかにする。

要約(オリジナル)

Spherical robots have garnered increasing interest for their applications in exploration, tunnel inspection, and extraterrestrial missions. Diverse designs have emerged, including barycentric configurations, pendulum-based mechanisms, etc. In addition, a wide spectrum of control strategies has been proposed, ranging from traditional PID approaches to cutting-edge neural networks. Our systematic review aims to comprehensively identify and categorize locomotion systems and control schemes employed by spherical robots, spanning the years 1996 to 2023. A meticulous search across five databases yielded a dataset of 3189 records. As a result of our exhaustive analysis, we identified a collection of novel designs and control strategies. Leveraging the insights garnered, we provide valuable recommendations for optimizing the design and control aspects of spherical robots, supporting both novel design endeavors and the advancement of field deployments. Furthermore, we illuminate key research directions that hold the potential to unlock the full capabilities of spherical robots

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