Opis projektu
Nowa teoria wyjaśni, w jaki sposób roboty mogą zacząć poruszać się w sposób zbliżony do ludzi
Rynek robotów humanoidalnych jest przygotowany na znaczący rozwój w ciągu nadchodzących lat, jednak mobilność istniejących robotów nie pozwala na wykorzystanie ich w zastosowaniach jej wymagających, na przykład w opiece zdrowotnej lub reagowaniu kryzysowym. Z tego powodu kluczowym zagadnieniem jest obecnie poprawa możliwości robotów w zakresie szybkiego pokonywania przeszkód oraz bezpiecznego poruszania się w różnych środowiskach. Głównym celem finansowanego przez Unię Europejską projektu M-Runners jest opracowanie nowej teorii nieliniowych wibracji dotyczącej sztywno-elastycznych systemów, zarówno biologicznych, jak i robotycznych. Dogłębne zrozumienie właściwości rezonansu mechanicznego ciała pozwoli nam na lepszą kontrolę ruchu. Głównym celem projektu jest wykorzystanie robotów do badania trudno dostępnych miejsc oraz nierównych terenów na Marsie.
Cel
The aim of M-Runners is to thoroughly advance the understanding of fundamental dynamic principles of legged locomotion to the point that those principles can be used to design robots which display similar motion characteristics, versatility, and efficiency as their biological paragons. The central hypothesis of the project is that biological locomotion is fundamentally determined by the mechanical resonance properties of the body and that a breakthrough in robot locomotion is essentially linked to understanding and exploiting these phenomena. If body design is such that walking and running correspond to intrinsic periodic motions of the body, then the control is simple and efficiency and robustness are natural consequences. However, large-amplitude nonlinear oscillations of such complex systems are today still not well understood. Mathematical methods to describe, analyze, design and control elastic resonant robots are lacking to a large extent. The project is thus dedicated to develop a new theory of nonlinear oscillations, applicable to elastic multibody systems, be they biologic or robotic.
M-Runners will perform interdisciplinary research at the border between robotics, nonlinear dynamical systems and vibration theory, biomechanics, and machine learning. We will take inspiration from biology regarding the basic motion sequences and the muscle arrangements (couplings, redundancies, compliance distributions). Conversely, we expect our theory to generate new hypotheses for a deeper understanding of locomotion biomechanics and its control by the nervous system.
We will design and demonstrate robots which can move at similar speed and mechanical energetic efficiency as animals and humans and which have comparable uneven terrain versatility and robustness. The primary application scenario is space exploration on Mars in canyons, caves or steep ridge slopes. Applications of the technology reach, however, from health-care over personal-assistance to disaster management.
Dziedzina nauki
- natural sciencesbiological sciencesneurobiology
- natural sciencesphysical sciencesastronomyspace exploration
- natural sciencesmathematicsapplied mathematicsdynamical systems
- natural sciencesbiological sciencesbiophysics
- natural sciencescomputer and information sciencesartificial intelligencemachine learning
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-ADG - Advanced GrantInstytucja przyjmująca
51147 Koln
Niemcy