使用壓力反饋調節平衡制造一個仿生機器人

二爻機械動力

( J/ T6 s) m" y8 x7 q; N/ y$ r
帶擊錘的橡皮管，用于臀、大腿的肌肉連接。如果彈簧不夠給力的話，是不是要考慮液壓？
# N# y8 |5 T' T- g, z哦，圖隨便畫的，不精確，錨點和電機不在一塊骨頭上。電機或者擊錘工作，會改變兩根骨頭之間的角度。
% ~: f$ _. v1 i$ T1 Q+ w

二爻機械動力

暢想一下啊，第一步做一個會跟著逛街的機器人。
然后，接上語音模塊，比如小愛2000版。
內部充氣，外部蒙上硅膠，這種伴侶機器人摸起來既有骨感，又有手感，還耐壓。。。。。哦呵呵不敢想。關鍵是能帶出去，會走路說話。

幾何精度檢測

收藏 收藏 太感興趣了 加油  感覺想法非常不錯 希望樓主能不定期更新一下

pengjc2001

樓主知道 倒立擺 這東西嗎？

二爻機械動力

pengjc2001 發表于 2018-11-30 00:44
樓主知道 倒立擺 這東西嗎？

9 u- N  D/ f+ I% K不知道。我百度了一下，嗯，水平低看不太懂啊。
* l  A! O9 F# Z- k  M
6 f) p: o- \$ v/ L什么非線性數學，上學的時候老師講到非線性的時候直接跳過沒講。。。。自己看也看不懂。

大概您的意思是？我這個裝置算是一種倒立擺？大哥，我是真不懂，請指教。
  Q# N- J5 k* J
9 u  v* I% I. g' M4 |6 W" f1 }我是這么想的，這個裝置實際上分為三種控制方式：主動控制、被動控制（自動控制）、和維持
7 P# Z$ O# r$ f3 N# ?
8 n8 i% W" P% ^1 K/ F主動控制的意思是：根據指令做出動作（所以這個機器人需要遙控控制），比如鞠躬。在主動控制的時候，電機只接受外部遙控，而無需考慮平衡問題。（圖1）



- M& t- x0 i. v/ L' R
當然這個樣子，肯定是不能保持身體平衡的，所以需要一個看起來很AI的程序，進行自動調整。（圖2）
而進行自動控制的依據就是足底壓力電極所搜集的壓力數據。
4 e# J: M5 f+ n

$ g: I2 n9 o  p, D3 h
2 R: t9 ~9 H" a, w  w
* e0 h* H% ?" O0 C: s而維持的意思是：自動回復。當彎腰鞠躬的時候，主動電機拉動腹部橡皮條使胸腹前傾，這一會導致足底壓力變化，使得激發自動控制程序，讓身體重心重新落入兩足之間。二會使得背部肌肉繃緊，使得鞠躬角度不至于過大，而且當主動電機停止供電運轉時，背部肌肉自然彈回，自動回復為直立姿勢。

" L2 A* _1 e) r/ R6 r' d* R這三種控制中最重要的就是自動控制部分。
# |* v+ R1 x- J& E1 B; p" j) n8 t我覺得吧，只要把自動控制部分解決，它將來就可以作為人工智能的搭載平臺。

莫非空

機械——菜鳥 發表于 2018-11-28 08:53
2 Q2 B; b# r2 O; e. Z, @$ Y; M你都說了是靈感來源于人，你可知道人保持平衡還得靠眼睛和內耳啊？人在倒立的時候可以保持平衡就是靠的內 ...

研究本來都是一步一步來的，先解決一個機構動作，再進行下一個，一開始就以整個系統論的，那是理論工程師，不是實踐工程師，樓主把人體的動態結構，先分解成簡單的機械結構來模擬，是完全可行的，至于成不成功，那是只是為了發現問題，并為下一步研究做的準備

二爻機械動力

鞠躬和背后一擊的區別

6 b# m# v% Z2 z$ ^鞠躬會導致重心前移，足底前部壓力增大，背后一擊呢，也會導致足底前部壓力增大。自動控制程序能發現兩者的區別并作出不同的動作嗎？
6 S* ^8 P7 F4 T* M& I. \2 n0 u
可以的。鞠躬的時候，足底壓力變化數據比較平緩，它可以采取下肢繃緊后傾的策略來應對。
7 y1 g. N' {& S) @! `! }/ ~而背后一擊呢，足底壓力變化會比較快，此時如果采取下肢繃緊后傾的動作，就會以很可笑姿勢一頭栽倒。
% O! f# N3 B+ y& p1 n- b
$ }( Z6 b6 U5 W) ^- G' T這只需要在編寫程序的時候，計算一下足底壓力數據的變化率，就足以區分這兩個動作。
7 S. d! Z! @2 k8 a. H( Q9 r  o" V
( l/ m$ G( G! v+ s' Z% h當然要分辨這兩個動作有很多辦法，比如鞠躬是主動動作，背后一擊是受動動作等等，但是我認為根據足底壓力變化數據來判斷是正道。

因為也許，也有鞠躬鞠大了，一頭栽倒的智障，這時候抬起一條腿向前邁一步也是合理選擇。

而背后一擊呢，也有可能是朋友輕輕一擊，這時候上肢受力微微前傾，完全可以姿勢微調恢復平衡，沒必要通過邁步這種“夸張”的動作完成平衡。

二爻機械動力

莫非空 發表于 2018-11-30 09:04
6 _6 l  B  j6 w* g. B7 P7 m研究本來都是一步一步來的，先解決一個機構動作，再進行下一個，一開始就以整個系統論的，那是理論工程師 ...

多謝兄弟支持！
4 c" k- J( c- K/ K) ~是啊，人體很復雜，如果完全仿生，那么做出來的機器人絕對會比波士頓的那個復雜很多倍，畢竟波士頓的那個機器人也做不到完全仿生。

3 A! k0 B" c- K6 ]" P原本我想把頭部扭頭低頭的動作也做出來，看了兄弟的話，我決定第一個機器完全放棄頭部和手臂動作。畢竟沒有雙手的人照樣能跑能跳。

, \6 S# p7 R+ M; j這樣，我所需要的電機數量可能減少至6個。用于控制腹部、大腿、小腿。
! Z% ]6 U4 w3 e9 r, H) f

awolfbee

陀螺儀，而且可能不止一個，用于感知姿態變化，然后做出反應。壓力傳感器，不準確。

pengjc2001

二爻機械動力 發表于 2018-11-30 09:00
不知道。我百度了一下，嗯，水平低看不太懂啊。
# Q# _3 H( s+ E9 `1 V! ?
: ^0 e; i* {$ U, Y8 D, l! {, B什么非線性數學，上學的時候老師講到非線性的時候直接 ...

9 F& t* X7 W" z9 }: g& {8 D路漫漫其修遠兮。
7 F2 c! n3 m. H7 c* l- _+ X6 B建議你先弄懂 倒立擺，  或者平衡車。 資料好找。 基于arduino   樹莓派 等開源硬件的  平衡車資料 一堆。 玩明白了， 再擴展。

4 U- l6 W. _1 t# T- O您提到， 外部一個沖擊， 能感應出變化， 然后系統做出相應的回應。  這就涉及到了控制理論。 外接的變化量， 系統以什么樣的方式去響應。 需要設計一個什么樣的系統   線形、  非線性、 過調了怎么辦？   

) Y8 Z% w* h$ @( l; k- G+ \
" z' s& o9 s$ |/ Z1 b- ^舉個例子， 假設頭部向前傾斜了一個角度，系統感受到了， 電機回拉。 回啦過程， 頭部重力產生的扭矩是逐步變小的。 你開始這么大的力是不是要考慮 減小，  既然已經回拉了， 現在是不是有一個速度， 慣性作用， 到豎直位置，是不是 停不下來 有過沖， 是不是又要考慮反向用力。 這樣一正 一反的擺動，是不是要考慮阻尼系統如何來吸收這個能量？
# {  ?& w( f4 C+ o