Un robot hexapod è un veicolo meccanico che cammina su sei gambe. Poiché un robot può essere staticamente stabile su tre o più gambe, un robot hexapod ha una grande flessibilità nel modo in cui può muoversi. Se le gambe diventano disabilitate, il robot può ancora essere in grado di camminare. Inoltre, non tutte le gambe del robot sono necessarie per la stabilità; altre gambe sono libere di raggiungere nuovi piazzamenti o manipolare un carico utile.

Molti robot hexapod sono biologicamente ispirati alla locomozione Hexapoda. Gli esapodi possono essere usati per testare le teorie biologiche sulla locomozione degli insetti, il controllo motorio e la neurobiologia.

disegni
I disegni Hexapod variano nella disposizione delle gambe. I robot ispirati agli insetti sono tipicamente simmetrici, come il robot RiSE di Carnegie Mellon. Un esapode radialmente simmetrico è il robot ATHLETE (All-Terrain Hex-Legged Extra-Terrestr Explorer) del JPL.

In genere, le singole gambe variano da due a sei gradi di libertà. I piedini Hexapod sono tipicamente puntati, ma possono anche essere dotati di materiale adesivo per aiutare a scalare pareti o ruote in modo che il robot possa guidare velocemente quando il terreno è piano.

Locomozione
Molto spesso, gli esapodi sono controllati da andature, che consentono al robot di muoversi in avanti, girare, e forse un passo laterale. Alcune delle andature più comuni sono le seguenti:

Treppiede alternato: 3 gambe per terra alla volta.
Quadrupede.
Scansione: sposta solo una gamba alla volta.

Le andature per gli esapodi sono spesso stabili, anche in terreni leggermente rocciosi e irregolari.

Il movimento può anche essere non marchiato, il che significa che la sequenza dei movimenti delle gambe non è fissa, ma piuttosto scelta dal computer in risposta all’ambiente rilevato. Questo può essere di grande aiuto in terreni molto rocciosi, ma le tecniche esistenti per la pianificazione del movimento sono molto dispendiose dal punto di vista computazionale.

Biologicamente ispirato
Gli insetti vengono scelti come modelli perché il loro sistema nervoso è più semplice di altre specie animali. Inoltre, i comportamenti complessi possono essere attribuiti a pochi neuroni e il percorso tra l’input sensoriale e l’output motorio è relativamente più breve. Il comportamento del camminare degli insetti e l’architettura neurale sono usati per migliorare la locomozione dei robot. Viceversa, i biologi possono utilizzare i robot hexapod per testare diverse ipotesi.

I robot hexapod ispirati biologicamente dipendono in gran parte dalle specie di insetti utilizzate come modello. Lo scarafaggio e l’insetto stecco sono le due specie di insetti più comunemente usate; entrambi sono stati studiati etologicamente e neurofisiologicamente ampiamente. Allo stato attuale non è noto alcun sistema nervoso completo, quindi i modelli solitamente combinano diversi modelli di insetti, compresi quelli di altri insetti.

Le andature degli insetti sono generalmente ottenute con due approcci: le architetture di controllo centralizzate e quelle decentralizzate. I controllori centralizzati specificano direttamente le transizioni di tutte le gambe, mentre nelle architetture decentralizzate, sei nodi (gambe) sono collegati in una rete parallela; le andature derivano dall’interazione tra le gambe vicine.

Coordinazione del piede
Il termine “coordinazione del piede” si riferisce al meccanismo responsabile del controllo della transizione tra i passi; considerando che il corpo non si gira. La maggior parte degli approcci tenta di replicare l’aspetto di insetti conosciuti, ad esempio il treppiede o la forma del tetrapode. Tuttavia, altri approcci sono stati usati per trovare passi stabili; per esempio, lanciando programmi che utilizzano algoritmi genetici o ottimizzando l’energia del camminare.

I modelli di deambulazione degli insetti sono generalmente ottenuti da due approcci: architetture di controllo centralizzate e decentralizzate. I controllori centralizzati specificano direttamente le transizioni di tutte le gambe, mentre nelle architetture decentralizzate, sei nodi (gambe) sono collegati in una rete parallela; i ritmi sono ottenuti grazie all’interazione tra le gambe vicine.

Controller della zampa
Non ci sono confini alla complessità della morfologia della zampa. Tuttavia, le gambe che sono costruite su un modello di insetto hanno solitamente tra due e sei gradi di libertà. I segmenti delle gambe in genere portano il nome della loro controparte biologica, che sono simili per la maggior parte delle specie. Dal corpo alla fine della zampa, i segmenti portano i nomi di coxa, femore e tibia; tipicamente le articolazioni tra la coxa e il femore e tra il femore e la tibia sono considerate semplici cerniere. I modelli dell’articolazione tra il corpo e la coxa comprendono da uno a tre gradi di libertà, a seconda della specie e del segmento toracico su cui è racchiusa la gamba.