设计一个管道内的攀岩机器人,该机器人操纵锋利的齿轮以研究复杂的线关系。探索管道曲线时,传统的滚动/发生管道攀爬机器人往往会滑动。提议的变速箱连接到标准双输出变速箱的最远地面平面。仪器有助于实现一个非常明确的减速序列,在该序列中,机器人在向前移动时滑动和拉动。该仪器考虑了线路关系中每个轨道上施加的力,并有意修改机器人的轨道速度,从而解锁了微调的钥匙。这使得3个输出传输需要大量时间。机器人在具有各种轴承和防滑管道弯曲的管网上的挠度证明了所提出的结构的完整性。
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管道内的攀岩机器人的蓝图,该机器人可与尖锐的传输一起研究复杂的线关系。探索管道转弯时,标准的轮式攀爬机器人往往会滑动。仪器有助于实现非常独特的延迟序列,在该顺序中,机器人随着进展而滑动和拖动。提议的变速箱连接了标准两输出变速器的最远地面平面。这为3个输出传输打开了大量时间。该仪器考虑了线路中每个轨道上施加的力,以专门改变机器人的轨道速度,从而解锁了良好控制的钥匙。机器人在具有不同轴承和防滑管道弯曲的管网上的挠度证明了所提出的结构的完整性。
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本文介绍了管道内攀岩机器人的设计,该机器人使用新的“三输出开放差分”(3-OOD)机制来遍历管道的复杂网络。传统的轮式/履带式攀爬机器人易于滑动和拖动,同时穿过管道弯曲。3-OOD机制有助于实现在运动过程中消除滑动和在机器人轨道中拖动的新颖结果。所提出的差异实现了传统的双输出差分的功能能力,这是第一次与三个输出的差分实现的。通过消除对管网内部的每个轨道的力来机械地机械地调制机器人的轨道速度,通过消除对任何主动控制的需要。在不同方向和管弯的管网中横穿的机器人的模拟显示出所提出的设计的有效性。
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本文介绍了对聪明差异的检查,并以三个机会的层次进行了检查。当结果在波动的载荷下方时,将差异速度和力解释为三个结果的主要差异,但是当暴露于接近载荷时,将其等效的运动和力与其结果相等。确定的运动学和元素在三种不同的负担案件下进行了假设研究。此外,三个负担案件的移动也被重新创建并集中在其当前和潜在应用以及其当前和潜在应用的好处。
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Automation in farming processes is a growing field of research in both academia and industries. A considerable amount of work has been put into this field to develop systems robust enough for farming. Terrace farming, in particular, provides a varying set of challenges, including robust stair climbing methods and stable navigation in unstructured terrains. We propose the design of a novel autonomous terrace farming robot, Aarohi, that can effectively climb steep terraces of considerable heights and execute several farming operations. The design optimisation strategy for the overall mechanical structure is elucidated. Further, the embedded and software architecture along with fail-safe strategies are presented for a working prototype. Algorithms for autonomous traversal over the terrace steps using the scissor lift mechanism and performing various farming operations have also been discussed. The adaptability of the design to specific operational requirements and modular farm tools allow Aarohi to be customised for a wide variety of use cases.
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Everting, soft growing vine robots benefit from reduced friction with their environment, which allows them to navigate challenging terrain. Vine robots can use air pouches attached to their sides for lateral steering. However, when all pouches are serially connected, the whole robot can only perform one constant curvature in free space. It must contact the environment to navigate through obstacles along paths with multiple turns. This work presents a multi-segment vine robot that can navigate complex paths without interacting with its environment. This is achieved by a new steering method that selectively actuates each single pouch at the tip, providing high degrees of freedom with few control inputs. A small magnetic valve connects each pouch to a pressure supply line. A motorized tip mount uses an interlocking mechanism and motorized rollers on the outer material of the vine robot. As each valve passes through the tip mount, a permanent magnet inside the tip mount opens the valve so the corresponding pouch is connected to the pressure supply line at the same moment. Novel cylindrical pneumatic artificial muscles (cPAMs) are integrated into the vine robot and inflate to a cylindrical shape for improved bending characteristics compared to other state-of-the art vine robots. The motorized tip mount controls a continuous eversion speed and enables controlled retraction. A final prototype was able to repeatably grow into different shapes and hold these shapes. We predict the path using a model that assumes a piecewise constant curvature along the outside of the multi-segment vine robot. The proposed multi-segment steering method can be extended to other soft continuum robot designs.
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结肠镜检查被认为是下层胃肠道(GI)癌症筛查的黄金标准,考虑到降低推荐的筛查年龄,全世界的筛查计划。尽管如此,由于结肠镜和结肠壁之间发生的力,常规结肠镜检查可能会给患者带来不适。已经提出了机器人解决方案,以减少不适感,并提高可访问性和图像质量。为了解决传统和机器人结肠镜检查的局限性,在本文中,我们介绍了软屏幕系统,这是一种基于Eversion导航的新型软性形状胶囊机器人,用于内窥镜检查。多个轨道围绕着系统的身体。这些轨道是由单个电动机搭配蠕虫齿轮和内部刚性底盘的Evert驱动的,从而使基于完整的轨道导航。两个可充气的环形腔室封闭了这个刚性底盘并穿过轨道,使它们在膨胀时取代。该位移可用于调节与周围壁的接触,从而实现牵引力控制并调整整体直径以匹配本地管腔尺寸。在这项工作中介绍了第一个束缚原型在2:1尺度下的系带原型的设计。实验结果显示了不同管腔直径和曲率的有效导航能力,为能够强大导航和可靠控制成像的新型机器人铺平了道路,并具有超出结肠镜检查的应用,包括胃镜检查和胶囊内窥镜检查。
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本文介绍了与平面腿机器人一起使用的支持和恢复系统的设计和控制。系统以三种模式运行。首先,它可以以完全透明的模式操作,其中没有力被应用于机器人。在这种模式下,系统遵循机器人,以便在需要时能够快速捕获机器人。其次,它可以提供垂直支撑力以在操作期间提供机器人。第三,它可以抓住机器人并在未能避免跌倒和相关损害后将其从地面拉开。在此模式下,系统在允许运行多个连续试验的试验后自动重置机器人,无需手动干预。通过致动电缆和滑轮系统将支撑力应用于机器人,该电缆和滑轮系统使用串联弹簧串联弹性致动,以实现真正透明的操作。该系统的非线性性质需要仔细设计控制器,以确保可预测的安全行为。在本文中,我们介绍了恢复系统的机电调整设计,开发合适的控制器,并评估了BipeDal Robot Ramone上的系统性能。
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本文介绍了一种新型模块化管攀岩III,采用三输出开口差分(3-OOD)机制,以消除由于管道的横截面变化而导致的轨道的滑动。这将在机器人的任何方向上实现。以前的管道登山者使用三轮/轨道模块,每个模块都有一个单独的驱动机制来实现稳定的遍历。当遇到管道时,在这样的机器人中,轨道的滑动是普遍存在的。因此,采用每个模块的速度的主动控制来减轻滑动,从而需要大量的控制力。所提出的管道登山者通过允许机器人机械地调制轨道速度,实现3-OOD来解决这个问题。提出的3-OOD是第一个三输出差分,以实现传统的双输出差异的功能能力。
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拍打翅膀是一种生物启发的方法,可在空中机器人中产生升力和推动,从而导致安静有效的运动。该技术的优点是安全性和可操作性,以及与环境,人类和动物的物理互动。但是,为了实现大量应用,这些机器人必须栖息和土地。尽管最近在栖息场上取得了进展,但直到今天,拍打翼车辆或鸟类动物仍无法停止在分支上的飞行。在本文中,我们提出了一种新颖的方法,该方法定义了一个可以可靠和自主将鸟鸟类降落在分支上的过程。该方法描述了拍打飞行控制器的联合操作,近距离校正系统和被动爪附件。飞行由三重俯仰高空控制器和集成的车身电子设备处理,允许以3 m/s的速度栖息。近距离校正系统,具有快速的光学分支传感可补偿着陆时的位置错位。这是通过被动双向爪设计可以补充的,可以锁定和固定2 nm的扭矩,在25毫秒内掌握,并且由于集成的肌腱致动而可以重新打开。栖息的方法补充了四步实验开发过程,该过程为成功的设计优化。我们用700 g的鸟杆验证了这种方法,并演示了在分支上拍打翼机器人的第一次自主栖息飞行,结果用第二个机器人复制。这项工作为在远程任务,观察,操纵和室外飞行中应用翼机器人的应用铺平了道路。
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讨论了与科学,工程,建筑和人为因素相关的月球表面上的运输设施问题。未来十年制造的后勤决策可能对财务成功至关重要。除了概述一些问题及其与数学和计算的关系外,本文还为决策者,科学家和工程师提供了有用的资源。
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大多数Quadrupss开发的高度驱动,因此他们的控制是非常繁琐的。它们需要先进的电子设备连续解决复杂的逆运动型方程。此外,随着传统距离传感器通常由于机器人的运动而导致的连续扰动通常发生故障,它们要求特殊和昂贵的传感器自动导航环境。另一个挑战是在步行时保持机器人的连续动态稳定性,这需要复杂和最先进的控制算法。本文介绍了我们内部棱镜联合电池的硬件设计和控制架构的彻底描述,称为Prisma。我们的目标是伪造强大而温制性的稳定的四足机器人,可以使用基本控制算法并利用传统传感器来导航未知环境。我们讨论了机器人在其运动,不同脚轨迹,可制造性和控制方面的益处和限制。
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本文提出了一种新颖的技术,该技术允许对具有不可构造轨道的车辆进行计算快速且足够合理的模拟。该方法基于我们称为接触表面运动的效果。提出了与其他几种模拟轨道车辆动力学模拟的方法的比较,目的是评估现成的方法或在通用机器人模拟器中使用最少努力的方法。提出的方法是使用开放动力学引擎的开源物理模拟器凉亭实现的。
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研究界,工业和社会中地面移动机器人(MRS)和无人机(UAV)的重要性正在迅速发展。如今,这些代理中的许多代理都配备了通信系统,在某些情况下,对于成功完成某些任务至关重要。在这种情况下,我们已经开始见证在机器人技术和通信的交集中开发一个新的跨学科研究领域。该研究领域的意图是将无人机集成到5G和6G通信网络中。这项研究无疑将在不久的将来导致许多重要的应用。然而,该研究领域发展的主要障碍之一是,大多数研究人员通过过度简化机器人技术或通信方面来解决这些问题。这阻碍了达到这个新的跨学科研究领域的全部潜力的能力。在本教程中,我们介绍了一些建模工具,从跨学科的角度来解决涉及机器人技术和通信的问题所需的一些建模工具。作为此类问题的说明性示例,我们将重点放在本教程上,讨论通信感知轨迹计划的问题。
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脑出血(ICH)是最致命的中风子类型,死亡率高达52%。由于颅骨切开术引起的潜在皮质破坏,保守管理(注意等待)历史上一直是一种常见的治疗方法。最小的侵入性疏散最近已成为一种可公认的治疗方法,用于体积30-50 mL的深座性血肿的患者,但适当的可视化和工具敏感性仍然受到常规内窥镜方法的限制,尤其是较大的血肿体积(> 50 mL)。在本文中,我们描述了Aspihre的发展(脑部出血机器人疏散的手术平台),这是有史以来的第一个同心管机器人,该机器人使用现成的塑料管来进行MR引导ICH撤离,改善工具敏感性和程序可视化。机器人运动学模型是基于基于校准的方法和试管力学建模开发的,使模型可以考虑可变曲率和扭转偏转。使用可变增益PID算法控制旋转精度为0.317 +/- 0.3度。硬件和理论模型在一系列系统的基准和MRI实验中进行了验证,导致1.39 +\ -0.54 mm的管尖的位置精度。验证靶向准确性后,在MR引导的幻影凝块疏散实验中测试了机器人的疏散功效。该机器人能够在5分钟内撤离最初38.36 mL的凝块,使残留血肿为8.14 mL,远低于15 mL指南,表明良好的后疏散临床结果。
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在过去的十年中,自动驾驶航空运输车辆引起了重大兴趣。这是通过空中操纵器和新颖的握手的技术进步来实现这一目标的。此外,改进的控制方案和车辆动力学能够更好地对有效载荷进行建模和改进的感知算法,以检测无人机(UAV)环境中的关键特征。在这项调查中,对自动空中递送车辆的技术进步和开放研究问题进行了系统的审查。首先,详细讨论了各种类型的操纵器和握手,以及动态建模和控制方法。然后,讨论了降落在静态和动态平台上的。随后,诸如天气状况,州估计和避免碰撞之类的风险以确保安全过境。最后,调查了交付的UAV路由,该路由将主题分为两个领域:无人机操作和无人机合作操作。
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Despite recent progress on trajectory planning of multiple robots and path planning of a single tethered robot, planning of multiple tethered robots to reach their individual targets without entanglements remains a challenging problem. In this paper, we present a complete approach to address this problem. Firstly, we propose a multi-robot tether-aware representation of homotopy, using which we can efficiently evaluate the feasibility and safety of a potential path in terms of (1) the cable length required to reach a target following the path, and (2) the risk of entanglements with the cables of other robots. Then, the proposed representation is applied in a decentralized and online planning framework that includes a graph-based kinodynamic trajectory finder and an optimization-based trajectory refinement, to generate entanglement-free, collision-free and dynamically feasible trajectories. The efficiency of the proposed homotopy representation is compared against existing single and multiple tethered robot planning approaches. Simulations with up to 8 UAVs show the effectiveness of the approach in entanglement prevention and its real-time capabilities. Flight experiments using 3 tethered UAVs verify the practicality of the presented approach.
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人类无法访问许多空间,机器人可以帮助传感器和设备提供。这些空间中有许多包含三维通道和不均匀的地形,这些通道对机器人设计和控制构成了挑战。通过同时进行的远处和体材料反转移动的环形机器人有望在这些类型的空间中导航。我们提出了一种新型的柔软的环形机器人,该机器人在充满空气的膜内使用电动设备推动自己推动自己。我们的机器人只需要一个控制信号即可移动,可以符合其环境,并且可以垂直爬上电动机扭矩,该电动机与用来支撑机器人对环境的力无关。我们得出并验证了其运动所涉及的力的模型,并演示了机器人导航迷宫和攀登管道的能力。
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我们探索Calico是一种微型可重新定位的可穿戴系统,具有快速,精确的运动,用于体内相互作用,驱动和感应。印花布由两轮机器人和一条轨道机制或“铁路”组成,机器人在其上行驶。机器人具有独立的,尺寸很小,并且具有其他传感器扩展选项。轨道系统允许机器人沿着用户的身体移动并到达任何预定位置。它还包括旋转开关以启用复杂的路由选项,当提出发散轨道时。我们报告了印花布的设计和实施,并通过一系列的系统性能评估。然后,我们介绍一些应用程序方案和用户研究,以了解印花布作为舞蹈教练的潜力,并探索对我们情景的定性感知,以告知该领域未来的研究。
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自动化驾驶系统(广告)开辟了汽车行业的新领域,为未来的运输提供了更高的效率和舒适体验的新可能性。然而,在恶劣天气条件下的自主驾驶已经存在,使自动车辆(AVS)长时间保持自主车辆(AVS)或更高的自主权。本文评估了天气在分析和统计方式中为广告传感器带来的影响和挑战,并对恶劣天气条件进行了解决方案。彻底报道了关于对每种天气的感知增强的最先进技术。外部辅助解决方案如V2X技术,当前可用的数据集,模拟器和天气腔室的实验设施中的天气条件覆盖范围明显。通过指出各种主要天气问题,自主驾驶场目前正在面临,近年来审查硬件和计算机科学解决方案,这项调查概述了在不利的天气驾驶条件方面的障碍和方向的障碍和方向。
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