A single actuator modular miniature robot capable of maneuverable multi-legged locomotion through anisotropically arranged soft backbones

Bu tez, tek bir aktüatörle tahrik edilen modüler bir minyatür robotun tasarımını, modellenmesini ve kontrolünü sunmaktadır. Robot, PDMS malzemesinden üretilmiş, anizotropik olarak yerleştirilmiş yumuşak I-kiriş sırt yapılarıyla birbirine bağlanan, işlevsel olarak farklı bacaklı modüllerden oluşmaktadır. Bu sırt yapıları, yönsel uyumluluk kazandırmakta ve dengesiz dönen bir kütleden kaynaklanan kontrollü titreşimle birleştiğinde, bacaklarda ileri, yanal ve dönme hareketleri gibi çeşitli yürüme desenlerinin ortaya çıkmasını sağlamakta, böylece ilave aktüatörler veya karmaşık mekanik yapılar gerektirmemektedir. Sırt yapıların yönelimini tanımlamak için tek bir skaler parametre olan $alpha$ tanıtılmıştır. Yüksek doğrulukta dinamik bir modelolan MuJoCo ortamında geliştirilmiş ve sırt yapılarının esnekliği, çok segmentli döner mafsal zincirleriyle modellenmiştir. Mafsal parametreleri fiziksel salınım deneyleriyle belirlenmiş ve Bayesyen optimizasyon yoluyla hassaslaştırılmıştır. Sürtünme değişikliklerine karşı dayanıklılık ve hassasiyet arasındaki dengeyi değerlendirmek için bir etkinlik indeksi tanımlanmıştır. Buna ek olarak, robotun geometrik merkezinde dönmesini sağlayarak 2B hareketi mümkün kılan kontrol sinyallerini öğrenmek amacıyla bir pekiştirmeli öğrenme algoritması kullanılmıştır. Bu davranış simülasyonda doğrulanmış ve dar bir yol boyunca gezinme görevinde kullanılmıştır.Genel olarak bu çalışma, akıllı mekanik tasarımın öğrenmeye dayalı kontrolle birleştirilmesinin, sınırlı donanıma sahip düşük dereceli sistemlerde uyarlanabilir hareket kabiliyeti sağladığını göstermektedir. Elde edilen bulgular, dar ve yapılandırılmamış ortamlarda çalışabilen, uyumlu ve ölçeklenebilir robotların tasarımına ışık tutmaktadır.