ヘキサポッドロボット

ヘキサポッドロボットは、6本の足を歩く機械式の車両です。 3つ以上の脚でロボットを静的に安定させることができるので、ヘキサポッドロボットは、どのように動くことができるかに大きな柔軟性があります。 脚が無効になると、ロボットはまだ歩くことができます。 さらに、ロボットの足のすべてが安定性のために必要なわけではありません。 他の足は自由に新しい足の配置に到達したり、ペイロードを操作することができます。

多くのヘキサポッドロボットは、六冊子の移動によって生物学的に影響を受けています。 ヘキサポッドは、昆虫の移動、運動制御、および神経生物学に関する生物学的理論を試験するために使用され得る。

デザイン
六角形のデザインは脚の配置が異なります。 昆虫に触発されたロボットは、典型的にはカーネギーメロンのRiSEロボットのように左右対称である。 放射状に対称なヘキサポッドは、JPLのATHLETE(オールテレイン・ヘックス・レッグ・エクストラ・テレビジョンエクスプローラ)ロボットです。

典型的には、個々の脚は2から6の自由度の範囲にある。 ヘキサポッドの脚は通常は尖っていますが、壁や車輪を登るのを助けるために接着剤でヒントをつけて、地面が平坦なときにロボットが素早く運転できるようにすることもできます。

運動
ほとんどの場合、ヘキサポッドは歩行によって制御され、ロボットを前進させ、旋回させ、おそらくサイドステップを進めることができます。 最も一般的な歩容のいくつかは次のとおりです。

交互の三脚:一度に地面に3つの足。
四分の一。
クロール:一度に1つの足だけを動かします。

ヘキサポッド用の歩幅は、しばしば岩が多く、不均一な地形でも安定している。

モーションはまた、非動作状態であってもよく、これは、足の動きのシーケンスが固定されず、むしろ感知された環境に応答してコンピュータによって選択されることを意味する。 これは非常に岩場の多い地形で最も役立つかもしれませんが、モーションプランニングのための既存の技術は計算上高価です。

生物学的に刺激された
昆虫は、その神経系が他の動物種よりも単純であるため、モデルとして選択される。 また、複雑な挙動はほんの数個のニューロンに起因する可能性があり、感覚入力と運動出力との間の経路は比較的短い。 昆虫の歩行行動および神経構造は、ロボットの運動を改善するために使用される。 逆に、生物学者は、異なる仮説をテストするためにヘキサポッドロボットを使用することができる。

生物学的に霊感された六脚ロボットは、モデルとして用いられる昆虫種に大きく依存する。 ゴキブリおよびスティック昆虫は、最も一般的に使用される2つの昆虫種である。 両方とも、生理学的および神経生理学的に広範に研究されてきた。 現在のところ、完全な神経系は知られていないので、モデルは通常、他の昆虫を含む異なる昆虫モデルを組み合わせる。

昆虫歩行は、通常、集中化された制御アーキテクチャと分散化された制御アーキテクチャの2つのアプローチによって得られる。 集中コントローラはすべての脚の遷移を直接指定しますが、分散アーキテクチャでは6つのノード(脚)が並列ネットワークに接続されます。 歩行は、隣接する脚間の相互作用によって生じる。

フットコーディネーション
「足の協調」という用語は、足音の間の移行を制御するメカニズムを指す。 体が回らないことを考慮して。 ほとんどのアプローチでは、既知の昆虫、例えば三脚や四足動物の形を再現しようとしています。 しかし、安定したペースを見つけるために他のアプローチが用いられてきた。 例えば、遺伝的アルゴリズムを使用してプログラムを起動することによって、または歩行のエネルギーを最適化することによって、達成され得る。

昆虫の歩行パターンは、通常、集中化された制御アーキテクチャと分散化された制御アーキテクチャの2つのアプローチによって得られる。 集中コントローラはすべての脚の遷移を直接指定しますが、分散アーキテクチャでは6つのノード(脚)が並列ネットワークに接続されます。 隣接する脚間の相互作用によりペースが得られる。

足のコントローラー
足の形態の複雑さには限界がありません。 しかしながら、昆虫モデル上に構築される脚は、通常、2〜6自由度を有する。 脚のセグメントには、通常、生物種の名前が付いています。これはほとんどの種に似ています。 身体から足の終わりまで、セグメントにはコクサ、大腿骨および脛骨の名前が付いています。 典型的には、コクサと大腿骨との間、および大腿骨と脛骨との間の関節は、単純なヒンジと考えられる。 体とコクサとの間の関節運動のモデルは、脚が囲まれている種および胸部セグメントに応じて、1〜3の自由度を構成する。