Behaviour diversity in a walking and climbing centipede-like virtual creature

要約

ロボット コントローラーは、多くの場合、単一環境内の単一ロボット用に最適化されます。
このようなコントローラーは新しい形態や環境に対して適切な動作を生成できないことが多いため、このアプローチは脆弱であることがわかります。
それに比べて、動物の歩き方は堅牢で多彩です。
私たちは、動物を観察し、その動きから運動の一般原理を抽出することを試みることにより、多様な形態や環境に適用できる単一の分散型コントローラーを設計することを目指しています。
コントローラーは、1) 起伏、2) 蠕動運動、3) 脚の動きの 3 つの要素を実装します。これらは、ほとんどの動物の歩行に不可欠な要素であると考えられます。
このコントローラーは、さまざまな模擬ムカデ型ロボットでテストされています。
ムカデは体の収縮と脚の移動の両方を使用して移動するため、インスピレーションとして選ばれました。
コントローラーが質的に異なる設定で動作するには、質的に異なる動作を示すこともできなければなりません。
環境や形態の変化に応じて、コントローラーから 6 つの異なる移動モードが現れることがわかりました。
また、ムカデモデルのさまざまな部分が、局所的な形態学的特徴に基づいて、さまざまな移動モードを同時に示す可能性があることもわかりました。
このコントローラーは、形態の可能性を迅速にテストすることでロボットの設計や進化を支援したり、ムカデの根底にある運動原理についての洞察を得るために使用したりできる可能性があります。

要約(オリジナル)

Robot controllers are often optimised for a single robot in a single environment. This approach proves brittle, as such a controller will often fail to produce sensible behavior for a new morphology or environment. In comparison, animal gaits are robust and versatile. By observing animals, and attempting to extract general principles of locomotion from their movement, we aim to design a single decentralised controller applicable to diverse morphologies and environments. The controller implements the three components 1) undulation, 2) peristalsis, and 3) leg motion, which we believe are the essential elements in most animal gaits. The controller is tested on a variety of simulated centipede-like robots. The centipede is chosen as inspiration because it moves using both body contractions and legged locomotion. For a controller to work in qualitatively different settings, it must also be able to exhibit qualitatively different behaviors. We find that six different modes of locomotion emerge from our controller in response to environmental and morphological changes. We also find that different parts of the centipede model can exhibit different modes of locomotion, simultaneously, based on local morphological features. This controller can potentially aid in the design or evolution of robots, by quickly testing the potential of a morphology, or be used to get insights about underlying locomotion principles in the centipede.

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