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像人类一样行走的双足机器人
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https://arxiv.org/abs/2203.01588 人类的腿部运动受人体自然动力和神经控制的支配,一种被认为有助于人类高效率行走的机制是脚踝脉冲推举,它可能为摆动腿弹射提供动力。然而,人们对人类小腿的力学机制及其跨越单个和多个关节的复杂肌肉-肌腱单元尚不了解。腿部机器人可以测试真实世界行走步态中复杂的腿部力学、控制和环境之间的相互作用。作者开发了一个高 0.49 米、重 2.2 千克的拟人双足机器人,机器人的踝关节和膝关节周围有线性弹簧代表的腓肠肌和腓肠肌肌腱单元作为单关节和双关节弹性结构。我们测试了三种腓肠肌和腓肠肌弹簧-肌腱结构对踝关节动力曲线、踝关节和膝关节运动协调性、运输总成本和行走速度的影响。我们使用前馈式中央模式发生器控制机器人,在 1.0Hz 运动频率下,腿长 0.35 米时,行走速度介于 0.35 米/秒和 0.57 米/秒之间。我们发现所有三种配置之间存在差异;腓肠肌弹簧-肌腱可能通过踝关节的力量放大来调节机器人的速度和能量效率,而腓肠肌弹簧-肌腱则改变了推举过程中踝关节和膝关节之间的运动协调。
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