機器人仿生控制方法研究


選擇了在某條路上開始,便意味着回頭也會很難,既然選擇了,那就奮不顧身,正如一句話所說的,“前半生擇其所愛,后半生愛其所擇”,其他事也大都如此。

因為最近接觸的知識較多,因此想在這里進行總結分享,作為記錄。

最近在看《機器人運動控制——仿生機器魚多模態運動CPG控制及優化》,電子工業出版社(2017年5月),作者是中科院博士生導師喻俊志老師,其主要研究方向包括智能機器人、嵌入式視覺、智能控制、機電一體化。具體不甚了解。

感覺整本書像是一本論文,第一章是緒論介紹相關背景,第二章是機器魚本體設計,第三章進行動力學建模,第四章則提到CPG控制,第五章則是深入,在CPG控制中加入反饋控制,並且實現多模態運動,第六章對CPG控制進行優化,第七章進行總結展望。基於本人的研究方向,重點主要集中於第四五六章。

此次是第一次介紹,先簡要說下第一章中的收獲。在第一章中,對CPG理論能有一個很好的梳理,並且對CPG研究的一個現狀進行了解。但若是介紹CPG的話,鄭浩俊老師和張秀麗老師編著的《足式機器人生物控制方法與應用》(清華大學出版社,2011年)更詳細,更具體。關於CPG理論的詳細理解和介紹,擬打算於下一章參考以前讀過的許多文獻進詳細闡述。

在《機器人運動控制》一書中,有一段頗受啟發,將之摘錄於下:

“基於CPG控制的研究主要包括:①CPG的理論體系和方法,包括CPG建神經元的振盪器模型、CPG網絡拓撲、CPG信號編碼、CPG模型的穩定性、收斂性分析、CPG輸出波形分析、離散和節律運動的混合控制方法、步態切換;②CPG控制系統的實現,涉及CPG芯片設計、CPG微控制器設計與實現、CPG控制嵌入式編程等;③CPG的工程應用,主要對CPG的理論、方法、硬件、軟件等進行工程實施。”

先前主要是進行將CPG應用到機器人實體上,不免視角收到約束,以為CPG只是作為關節控制曲線應用,看到這一段話才意識到,CPG的路還有很長很寬。

若是研究CPG的話,繞不過外國的一個學者——Auke Jan Ijspeert,上過TED,也發了大量的高水平論文,還長得帥,特附上其簡歷,簡單介紹,詳細信息可見其所在實驗室官網(https://biorob.epfl.ch/people/ijspeert)。

推薦書籍:

鄭浩峻, 張秀麗等. 足式機器人生物控制方法與應用[M]. 北京:清華大學出版社, 2011.

汪明, 喻俊志. 機器人運動控制:仿生機器魚多模態運動CPG控制及優化[M]. 北京:電子工業出版社, 2017.6.

陳啟軍, 劉成菊. 雙足機器人行走控制與優化[M]. 北京:清華大學出版社, 2016.9.

陳懇, 付成龍. 仿人機器人理論與技術[M]. 北京:清華大學出版社, 2010.

 


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