Embodied Design for Enhanced Flipper-Based Locomotion in Complex Terrains

要約

ロボットは、災害地域、地球外の地形、海洋環境などの複雑な環境を移動するためにますます不可欠になっています。
しかし、その可能性は、機動性や適応性の制約によって制限されることがよくあります。
自然界では、さまざまな動物が、多様な環境での効率的な移動を可能にする、細かく調整されたデザインと解剖学的特徴を進化させてきました。
たとえば、ウミガメは、長距離の水中移動と、さまざまな沿岸地形での巧みな操縦の両方を容易にする特殊な足ひれを持っています。
この論文は、身体化された知能の原理に基づいて、ウミガメの孵化からインスピレーションを得て、形態的特徴と運動行動が地上の航行にどのように影響するかに焦点を当て、ロボットの物理的形状と環境相互作用の間の重要な相互作用を検証します。
私たちは、生物からインスピレーションを得たロボット システムを紹介し、足ひれ/体の形態と歩行パターンが、砂から岩までのさまざまな地形にわたる地上の移動性に与える影響を研究します。
速度や輸送コストなどの主要な性能指標を評価した当社の実験結果は、速度と効率だけでなく、現実世界で遭遇する多様で複雑な地形に取り組むために必要な多用途性も達成するために、複数地形のロボットモビリティにとって適応型設計が重要であることを強調しています。
アプリケーション。

要約(オリジナル)

Robots are becoming increasingly essential for traversing complex environments such as disaster areas, extraterrestrial terrains, and marine environments. Yet, their potential is often limited by mobility and adaptability constraints. In nature, various animals have evolved finely tuned designs and anatomical features that enable efficient locomotion in diverse environments. Sea turtles, for instance, possess specialized flippers that facilitate both long-distance underwater travel and adept maneuvers across a range of coastal terrains. Building on the principles of embodied intelligence and drawing inspiration from sea turtle hatchings, this paper examines the critical interplay between a robot’s physical form and its environmental interactions, focusing on how morphological traits and locomotive behaviors affect terrestrial navigation. We present a bio-inspired robotic system and study the impacts of flipper/body morphology and gait patterns on its terrestrial mobility across diverse terrains ranging from sand to rocks. Evaluating key performance metrics such as speed and cost of transport, our experimental results highlight adaptive designs as crucial for multi-terrain robotic mobility to achieve not only speed and efficiency but also the versatility needed to tackle the varied and complex terrains encountered in real-world applications.

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