移动性，这是必须分析机制的基本属性，以找到自由度。在这项工作中提出了一种快速计算机制中自由度的方法。该机制以类似于斑马交叉的方式表示。提出了一种算法，用于确定斑马线交叉图的移动性。该算法考虑了黑色斑块之间的贴片数，连接到固定链路的接头数以及机制中的循环数。已经讨论了许多案例，其未使用广泛使用的古典Kutzbach-Grubler公式提供所需的结果。
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这封信提出了一个系统的模块化过程，用于组成几个子系统的分支机器人的动态建模，每个系统由多个刚体组成。此外，即使某些子系统被视为黑匣子，提出的策略也适用，仅需要在不同子系统之间的连接点上的曲折和扳手。为了帮助模型组成，我们还提出了一个图表表示，该图表编码子系统之间的曲折和扳手的传播。数值结果表明，所提出的形式主义与用于机器人动力学建模的最新库一样准确。
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解决逆运动学问题是针对清晰机器人的运动计划，控制和校准的基本挑战。这些机器人的运动学模型通常通过关节角度进行参数化，从而在机器人构型和最终效果姿势之间产生复杂的映射。或者，可以使用机器人附加点之间的不变距离来表示运动学模型和任务约束。在本文中，我们将基于距离的逆运动学的等效性和大量铰接式机器人和任务约束的距离几何问题进行形式化。与以前的方法不同，我们使用距离几何形状和低级别矩阵完成之间的连接来通过局部优化完成部分欧几里得距离矩阵来找到逆运动学解决方案。此外，我们用固定级革兰氏矩阵的Riemannian歧管来参数欧几里得距离矩阵的空间，从而使我们能够利用各种成熟的Riemannian优化方法。最后，我们表明，绑定的平滑性可用于生成知情的初始化，而无需大量的计算开销，从而改善收敛性。我们证明，我们的逆运动求解器比传统技术获得更高的成功率，并且在涉及许多工作区约束的问题上大大优于它们。
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近二十年来，软机器人技术一直是机器人社区中的一个热门话题。但是，对于软机器人进行建模和分析的可用工具仍然有限。本文介绍了一个用户友好的MATLAB工具箱Soft Robot Simulator（Sorosim），该工具集合了Cosserat杆的几何变量应变（GVS）模型，以促进对软，刚性或混合机器人系统的静态和动力分析。我们简要概述了工具箱的设计和结构，并通过将其结果与文献中发布的结果进行比较。为了突出该工具箱有效建模，模拟，优化和控制各种机器人系统的潜力，我们演示了四个示例应用程序。所示的应用探索了单，分支，开放式和闭合链机器人系统的不同执行器和外部加载条件。我们认为，软机器人研究社区将从Sorosim工具箱中大大受益，用于多种应用。
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本文采取了一步，为人形机器人提供自适应形态能力。我们提出了一种系统的方法，可以使机器人盖变形其形状，其整体尺寸适合人体机器人的人体测量值。更确切地说，我们提出了一个封面概念，该概念由两个主要组成部分组成：骨骼，这是一个称为Node的基本元素和一个软膜的重复，该元素将盖子包裹起来并用其运动构成变形。本文重点关注盖子骨骼，并解决了节点设计，系统建模，电动机定位以及变形系统的控制设计的挑战性问题。封面建模侧重于运动学，并提出了定义系统运动限制的系统方法。然后，我们应用遗传算法来找到运动位置，以使变形盖完全致动。最后，我们提出了控制算法，使覆盖物变为随时间变化的形状。通过进行四个不同的方尺寸盖，分别具有3x3、4x8、8x8和20x20节点的运动学模拟来验证整个方法。对于每个封面，我们应用遗传算法来选择运动位置并执行模拟以跟踪所需形状。仿真结果表明，提出的方法可确保封面跟踪具有良好跟踪性能的所需形状。
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航天器微型振动的隔离对于成功依靠高精度指向的工具部署至关重要。 Hexapod平台代表了一个有前途的解决方案，但是与在可接受的质量和复杂性预算中获得理想的3D动态相关的困难导致了最小的实际采用。本文介绍了支柱边界条件（BCS）对系统级机械干扰抑制的影响。传统的全旋转关节构型的固有局限性被突出显示，并显示为链接质量和旋转惯性。提出并在分析上提出了针刺的BC替代方案，以减轻2D和3D的缓解。新BC的优势在任意平行操纵器中具有，并通过数值测试证明了几种六角形的几何形状。提出了具有良好性能的配置。最后，描述并验证了允许物理实现的新型平面关节。因此，这项工作可以开发不需要主动控制的微型启动平台。
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反向运动学（IK）是找到满足一个或多个末端效应器的位置或姿势的限制的机器人联合配置的问题。对于具有冗余自由度的机器人，通常存在无限，不透露的解决方案。当通过工作空间中的障碍施加碰撞限制时，IK问题进一步复杂。通常，不存在产生可行配置的闭合表达，促使使用数值解决方案方法。然而，这些方法依赖于局部优化非凸起问题，通常需要准确的初始化或许多重新初始化来收敛到有效的解决方案。在这项工作中，我们首先将复杂的工作空间约束制定逆运动学，作为凸的可行性问题，其低级可行点提供精确的IK解决方案。然后，我们呈现\ texttt {cidgik}（距离 - 几何反向运动学的凸迭代），这是一种解决这种可行性问题的算法，其具有旨在鼓励低秩最小化的半导体级程序的序列。我们的问题制定优雅地统一机器人的配置空间和工作空间约束：内在机器人几何形状和避免避免都表示为简单的线性矩阵方程和不等式。我们对各种流行的操纵器模型的实验结果比传统的非线性优化的方法更快，更准确的会聚，特别是在具有许多障碍的环境中。
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在本文中，我们介绍链接，一个1亿个自由度平面连锁机制和11亿个耦合器曲线的数据集，其比任何现有的平面机制数据库大1000倍以上，并且不仅限于特定种类的机制，例如作为四杆，六个栏，\ etc，通常是大多数数据库所包含的内容。链接由各种组件组成，包括1亿个机制，每种机制的仿真数据，每种机制生成的标准化路径，一组策划的路径，用于生成数据和模拟机制的代码以及用于交互式的实时Web演示连锁机制的设计。提供了策划的路径作为消除通过机制生成的路径中的偏差的量度，从而使设计空间表示更加均匀。在本文中，我们讨论了如何生成如此大的数据集以及如何通过此类量表克服重大问题的细节。为了能够生成如此大的数据集，我们介绍了一个新的操作员来生成1-DOF机制拓扑，此外，我们采取了许多步骤来加快机制的慢速模拟，并在大量线程中并行模拟器并行将模拟器并行处理。导致模拟的速度比简单的模拟算法快800倍。这是平均必须给出的，生成的500名候选者中有1个是有效的〜（所有必须模拟以确定其有效性），这意味着必须对本数据集的生成进行数十亿个模拟。然后，我们通过基于双向倒角距离的形状检索研究来证明数据集的深度，在该研究中，我们显示如何直接使用数据集来找到可以非常接近所需目标路径的路径的机制。
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机器人社区在为软机器人设备建模提供的理论工具的复杂程度中看到了指数增长。已经提出了不同的解决方案以克服与软机器人建模相关的困难，通常利用其他科学学科，例如连续式机械和计算机图形。这些理论基础通常被认为是理所当然的，这导致复杂的文献，因此，从未得到完整审查的主题。Withing这种情况下，提交的文件的目标是双重的。突出显示涉及建模技术的不同系列的常见理论根源，采用统一语言，以简化其主要连接和差异的分析。因此，对上市接近自然如下，并最终提供在该领域的主要作品的完整，解开，审查。
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高科技设备批判性依赖于精确操作和测量的柔性。通过弹性变形，柔性在其自由度的有限运动范围内提供极端位置重复性，而在约束的限制中的约束运动。拓扑优化证明了一种用于设计短行程弯曲的前瞻性工具，提供最大的设计自由并允许特定于应用的要求。弯曲合成的最先进的拓扑优化配方受到易于使用，多功能性，实施复杂性和计算成本的挑战，留下普遍接受的制剂。本研究提出了一种新颖的拓扑优化制剂，用于在规定的位移场景下独特地为短语屈曲合成短程弯曲。由此产生的自相伴随优化问题与经典合规性最小化和继承了类似的实现简单，计算效率和收敛性。数值示例展示了柔性类型的多功能性和附加设计要求的可扩展性。提供的源代码鼓励在学术界和工业中探索和应用制定。
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Energy based control methods are at the core of modern robotic control algorithms. In this paper we present a general approach to virtual model/mechanism control, which is a powerful design tool to create energy based controllers. We present two novel virtual-mechanisms designed for robotic minimally invasive surgery, which control the position of a surgical instrument while passing through an incision. To these virtual mechanisms we apply the parameter tuning method of Larby and Forni 2022, which optimizes for local performance while ensuring global stability.
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使用模块化和可重新配置性方面的操纵器配置的自定义是受到大量关注的。到目前为止展示了常规和标准配置的模块。本文介绍了3D可打印，轻量级和非传统模块：Moirs'Mark-2，即使具有非平行和非垂直的连接配置，也可以开发任何自定义`的自由度（DOF）串行机械手。模块化配置的这些非常规设计为模块化组件和软件界面寻求易于适应的解决方案，用于自动建模和控制。使用所提出的4个模块单元，在本文中提出了组装模块，模块化和可重新配置机械手的模块和可重新配置机械手的模块，自动和统一建模。提供可重新配置的软件架构，用于自动生成运动和动态模型和配置文件，通过该设计文件，设计器可以根据需要设计，使用可视化，计划和执行开发配置的运动。开发的框架基于一个称为机器人操作系统（ROS）的开源平台，其充当模块化配置的数字双胞胎。对于实验演示，开发了一个3D印刷模块化库，并使用所提出的模块随后进行了非传统配置，用于自动建模和控制，用于垂直农场设置的单个单元格。
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中枢神经系统（CNS）利用预期（APA）和补偿性（CPA）的姿势调整以保持平衡。姿势调整包括质量中心的稳定性（COM）（COM）和身体的压力分布相互影响，如果存在他们俩缺乏表现。任何可预测的或突然的扰动都可能为COM与平衡和身体的均匀压力分布的分歧铺平道路。由于其不良的APA和CPA，并引起了它们的跌倒。神经系统患者跌倒风险的最小化方法正在利用基于扰动的康复，因为它有效地恢复了平衡障碍。根据发现的结果，我们的发现，我们的发现，我们的发现，我们的发现，我们的发现，我们的发现是有效的。介绍新型3 DOF平行操纵器的设计，实现和实验评估，以治疗M. M.的平衡障碍，机器人平台允许角运动脚踝基于其拟人化的自由。赋予上下平台的最终效应分别旨在评估每只脚的压力分布和身体的com。在机器人平台的高级控制中，用于调节任务的难度水平。在这项研究中，在模拟环境中得出并验证了机器人的运动学和动态分析。还通过PID控制器成功实现了对原型的低级控制。每个平台的容量都通过一组实验来评估，考虑评估最终效应器上的脚注和类似对象的压力分布和COM。实验结果表明，这样的系统井井有条，需要通过APA和CPA进行平衡技能培训和评估。
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The ability to convert reciprocating, i.e., alternating, actuation into rotary motion using linkages is hindered fundamentally by their poor torque transmission capability around kinematic singularity configurations. Here, we harness the elastic potential energy of a linear spring attached to the coupler link of four-bar mechanisms to manipulate force transmission around the kinematic singularities. We developed a theoretical model to explore the parameter space for proper force transmission in slider-crank and rocker-crank four-bar kinematics. Finally, we verified the proposed model and methodology by building and testing a macro-scale prototype of a slider-crank mechanism. We expect this approach to enable the development of small-scale rotary engines and robotic devices with closed kinematic chains dealing with serial kinematic singularities, such as linkages and parallel manipulators.
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空中操纵器（AM）表现出特别具有挑战性的非线性动力学；无人机和操纵器携带的是一个紧密耦合的动态系统，相互影响。描述这些动力学的数学模型构成了非线性控制和深度强化学习中许多解决方案的核心。传统上，动力学的配方涉及在拉格朗日框架中的欧拉角参数化或牛顿 - 欧拉框架中的四元素参数化。前者的缺点是诞生奇异性，而后者在算法上是复杂的。这项工作提出了一个混合解决方案，结合了两者的好处，即利用拉格朗日框架的四元化方法，将无奇异参数化与拉格朗日方法的算法简单性联系起来。我们通过提供有关运动学建模过程的详细见解以及一般空中操纵器动力学的表述。获得的动力学模型对实时物理引擎进行了实验验证。获得的动力学模型的实际应用显示在计算的扭矩反馈控制器（反馈线性化）的上下文中，我们通过日益复杂的模型分析其实时功能。
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本文介绍了Scalucs，这是一种四足动物，该机器人在地上，悬垂和天花板上爬上攀爬，并在地面上爬行。 Scaleer是最早的自由度四束机器人之一，可以在地球的重力下自由攀爬，也是地面上最有效的四足动物之一。在其他最先进的登山者专门攀登自己的地方，Scaleer承诺使用有效载荷\ Textit {和}地面运动实践自由攀爬，这实现了真正的多功能移动性。新的攀登步态滑冰步态通过利用缩放器的身体连锁机制来增加有效载荷。 Scaleer在地面上达到了最大归一化的运动速度，即$ 1.87 $ /s，$ 0.56 $ m /s，$ 1.2 $ /min，或$ 0.42 $ m /min /min的岩石墙攀爬。有效载荷能力达到地面上缩放器重量的233美元，垂直墙上的$ 35 $％。我们的山羊抓手是一种机械适应的两指抓手，成功地抓住了凸凸和非凸的对象，并支持缩放器。
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通过提供超出人为局限性的环境，机器人是空间探索的关键仪器。跳跃机器人概念是有吸引力的谈判复杂地形的解决方案。然而，在克服的工程挑战中，能够持续运行的跳跃机器人概念，机械故障模式的减少是最基本的。本研究提出开发跳跃机器人，重点是减少机制维护的最小致动。我们介绍了Sarrus式连杆的合成，以限制系统在不使用典型的同步齿轮的情况下对系统进行三种翻译程度。我们将目前的研究界定到垂直固体跳跃，以评估基本主驱动轴的性能。实验室示威者有助于转移理论概念和方法。实验室示威者进行了63％的动能转换效率的跳跃，理论最大为73％。令人满意的运行开辟了朝向太空勘探跳跃机器人平台的发展的设计优化和方向跳跃能力。
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提出了一种新型的半分析方法来开发由高度柔性成员（HFM）制成的机器人（PRB）模型，例如弯曲和连续机器人，对PRB的自由度无限模型。所提出的方法具有简单的公式，但精度很高。此外，它可以描述HFM沿其长度变化的曲率和刚度。该方法为PRB建模的高度耦合非线性约束优化问题提供了半分析解决方案，可以扩展到由HFM组成的可变长度机器人，例如导管和同心管机器人。我们还表明，该方法可以获得只有三个参数的均匀刚性HFM的PRB模型。该方法的多功能性在连续机器人的HFM的各种应用中进行了研究。模拟表明，PRB模型的精度总体上有了显着改善，并且配方的复杂性降低。
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模块化和可重新配置的机器人系统旨在为在受限环境中执行的非重复任务提供定制解决方案。定制解决方案通常从可能的机械手配置的基于任务的优化提取，但不整合解决方案，用于直接提供模块化组成。在这项工作中，在第一阶段，基于规定的工作位置和杂乱的环境，讨论了以最小程度的自由度找到非常规优化配置的策略。然后，在第二阶段，介绍了模块化和可重新配置架构的设计，其可以适应这些非传统的机器人参数。而不是产生和发展模块化组合物，呈现了一种策略，通过该策略通过该策略通过该策略可以直接映射到模块化组合物。使用机器人操作系统验证产生的模块化组合物，用于在给定的杂乱环境中规定的工作位置之间的运动规划。
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当今，机器人技术的新型机器人运动学和基于学习的应用程序的开发几乎完全在模拟中进行，然后才在现实世界中实施。特别是，与传统的操纵器相比，模块化可重构机器人（MRR）是工业机器人技术的令人兴奋的创新，有望更大的灵活性，提高可维护性和成本效益。但是，几十年来，没有像为机器人操纵器对模块进行模拟和模型组件的工具或标准化方法。我们介绍了工业模块化机器人技术的工具箱（Timor），这是一种python工具箱，可弥合此间隙并将模块化机器人技术集成在现有的仿真和优化管道中。我们的开源库配备了各种示例和教程，并且可以轻松地与现有的仿真工具集成在一起 - 尤其是通过提供任意模块化机器人组件的URDF导出，从而使快速模型生成。
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