雙足機器人 四足機器人行走控制?

在雙足機器人或四足機器人運動控制領域比較牛的課題組、教授都有哪些?另外,實現足式機器人動態行走效果比較好的演算法有哪些?希望了解的知友能給點指點,相互討論,謝謝大家


我也想問這個問題。

想回答,可惜知道的很有限。

國內,山東大學的液壓四足機器人在硬體上是最完善的,西北工業大學有技術積累,教授有葛文傑。

國外,我知道MIT的Robot Locomotion Group,https://groups.csail.mit.edu/locomotion/index.html教授 Russ Tedrake

Biometric robotics lab http://biomimetics.mit.edu/,教授是Sangbae Kim,MIT Cheetah 機器人

美國還有一個大學做的雙足動態步行機器人很不錯,找不到了。

當然,最好的方法是找文獻綜述(Journals),如果不方便用資料庫,百度文庫里可能也有一些。

題外話,這個問題沒人回答的原因,或許是,對於初次做科研的研究生,這個問題的答案,要麼導師直接說了,要麼導師會讓研究生查論文看論文,之後研究生自己就明白了。

至於演算法,我也非常想知道,可惜,有人給我資料,我都很可能看不懂數學的部分。

推薦這個問題和回答。

國內有技術上可以與 Boston Dynamics 相匹敵的實驗室嗎? - 知乎用戶的回答


最近research做不出來,就來寫點搞bipedal的幾個人名,自己也才入門一年出頭,所以肯定不全,回頭看大家討論再補充了;另外別的問題下面有人回答過類似的問題,暫時找不到了。

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Marc Raibert,MIT Leg Laboratory, 網站上的東西比較老了,控制的基本思想是進行decouple,具體可以看他的那邊很老的書;後來boston dynamics搞得據說是類似的思想,細節大家也都是在猜,如果有人知道麻煩補充。

Andy Ruina,Cornell的老師,背景主要是力學的,搞成名的是passive dynamic based walking, passive dynamic walking最早是Tad Mcgeer發現的,Runia弄到了3D加了actuation, 前幾年弄了個ranger,走了很多里路,後來國內有人借鑒還弄了個世界紀錄(不評價)。

Jessy Grizzle, UMichigan的老師,主要開創了HZD的方法,用在full body dynamics上加virtual constraints然後進行parameter optimization,具體可以看他的那本書入門,或者直接找03年的TAC的文章,實驗從2D walking running,然後到現在3D walking on wave field什麼的,都屌屌的;近些年的研究方向沒有具體跟進了解。

Aaron Ames, 剛從gatech搬到Caltech,在HZD的基礎上演進了PHZD,把其弄到了多個domain,拓展了應用,還在low level的control上使用了control 李雅普諾夫 方程等,最近開始想把行走搞到外太空了。。

Jonathan Hurst, OSU的老師,他主要在造機器人上搞了不少,Grizzle用的Mable和現在用的Marlo還有馬上買入的Cassie都是Hurst及其團隊造出來的,其調出的controller基本基於spring loaded inverted pendulum, 基於經驗調的東西不知有多少,方法數學上的深度相對一般,通用性有限 (個人見解)。

Jerry Pratt,iHmc,virtual model control,capture point等等,好像喜歡用mechanics intuition比較強的model進行控制,他的東西我還在慢慢品中,希望熟悉的人介紹一下。

Russ Tedrake,MIT的老師,最早是用reinforcement learning搞了campass gait walking,後來有搞rough terrain,再到現在DRC搞了很多optimization based motion planning,不僅僅是走路了。

北美還有不少別的,說不過來。

日本的實驗室基本一直都是直接從humanoid開始,用low dimensional model進行控制,公認影響最大的應該是Shuuji Kajita的LIMP。

回頭更


既然提到這個問題,那不好意思在這裡自賣自誇一下,我們實驗室在雙足動態行走演算法方面目前應該是國內,甚至國際領先的,清華大學自動化系機器人實驗室,我們在五年前就實現了當時雙足行走的國際最快相對速度,在robocup人形組比賽中也多次獲得好成績。

說道雙足行走演算法,目前主流的一類是基於zmp的靜態規劃演算法,還有一類就是我們研究的基於passive dynamic waliing的動態演算法,從passive dynamic walking出發,不僅能設計類似於人的高能量利用效率,還可以達到人的行走速度和抗擾動能力。具體的可以檢索我們實驗發表的論文,總而言之我們認為未來雙足機器人行走的突破方向還是要從passive dunamic walking出發,建立人體的骨骼-神經-肌肉模型,達到真正的仿人效果。


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