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NASA资助BYU研究充气机器人未来用以探索太空

在美国国家航空航天局(NASA)的资助下,位于犹他州普罗沃的杨百翰大学(Brigham Young University)的研究人员们正在探索如何控制充气机器人以进行未来的太空任务。正在研发一款名为King Louie的充气机器人。

我们在现在的市场上很少看到充气机器人的身影。充气机器人似乎可以满足每个人想要的机器人。它们主要由织物和橡胶制成,具备价格便宜和易修复的特点。相对于大多数其他机器人而言,它们非常轻巧,一旦放气,尺寸就会缩到很小。尽管它们很柔软,但它们也可以很强壮,因为它们本质上是液压的。最重要的是,它们是被动且安全的,没有太多的刚性部件和随之而来的惯性。

但充气机器人的缺点是,在精确度以及重复控制方面不太擅长。也正是这种特性,导致很难跟踪机器人的确切运动轨迹,这使操纵成为一项挑战。

充气机器人不能使用刚性机器人使用的关节编码器。BYU研究人员为King Louie的手臂配备了商用HTC Vive运动跟踪系统的标记,并用它来估计机器人手臂的关节角度。即使使用这种外部(尽管是便携式)跟踪系统,气动机器人的性质仍然使一些行为变得困难。机器人的某些部分难以用建模的方式扭曲和弯曲,并且每次机器人放气并再次充气时,内部结构会略有不同。为了弥补这一点,研究人员使用了一种名为视觉伺服的技术。大多数情况下,使它朝着希望的位置移动,并同步持续给予实时反馈进行调整。

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