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Global Vision-Based Formation Control of Soft Robotic Fish Swarm
Soft Robotics ( IF 7.9 ) Pub Date : 2021-06-16 , DOI: 10.1089/soro.2019.0174 Zhen Zhang 1, 2 , Tao Yang 1, 2 , Tianhao Zhang 3 , Fanghao Zhou 1, 2 , Nuo Cen 1, 2 , Tiefeng Li 1, 2 , Guangming Xie 3
Soft Robotics ( IF 7.9 ) Pub Date : 2021-06-16 , DOI: 10.1089/soro.2019.0174 Zhen Zhang 1, 2 , Tao Yang 1, 2 , Tianhao Zhang 3 , Fanghao Zhou 1, 2 , Nuo Cen 1, 2 , Tiefeng Li 1, 2 , Guangming Xie 3
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Possessing the attributes of high adaptability and low cost, soft robotic individuals can further coordinate and form into a swarming system, enhancing the performances as well as functions in practical applications. However, the formation control of soft robotic swarm remains challenging mainly due to the limitation in relatively low precision and slow response of the soft actuators. In this work, a soft robotic fish swarm system with global vision positioning was studied. The soft robotic fish used in the project is driven by a hybrid power-control system, in which the soft dielectric elastomers and the rigid electrical servo provide forward propulsion and controllable steering function, respectively. Results show that soft robotic fish swarm can quickly shift their formations, mimicking three typical swarming behaviors of natural creatures: highly parallel group, encircling, and torus. The system design and controlling principles of the soft robotic fish swarm may guide the future research of soft robots and robotic swarms, specifically for underwater applications.
中文翻译:
基于全局视觉的软体机器人鱼群编队控制
具有高适应性和低成本的特性,软机器人个体可以进一步协调并形成集群系统,提高实际应用中的性能和功能。然而,软机器人群的编队控制仍然具有挑战性,主要是由于软执行器的精度相对较低和响应较慢的限制。在这项工作中,研究了具有全球视觉定位的软机器人鱼群系统。该项目使用的软体机器鱼由混合动力控制系统驱动,其中软介电弹性体和刚性电伺服分别提供向前推进和可控转向功能。结果表明,软机器鱼群可以快速改变它们的队形,模仿自然生物的三种典型的集群行为:高度平行的群、环和环面。软体机器鱼群的系统设计和控制原理可以指导软体机器人和机器群的未来研究,特别是水下应用。
更新日期:2021-06-22
中文翻译:
基于全局视觉的软体机器人鱼群编队控制
具有高适应性和低成本的特性,软机器人个体可以进一步协调并形成集群系统,提高实际应用中的性能和功能。然而,软机器人群的编队控制仍然具有挑战性,主要是由于软执行器的精度相对较低和响应较慢的限制。在这项工作中,研究了具有全球视觉定位的软机器人鱼群系统。该项目使用的软体机器鱼由混合动力控制系统驱动,其中软介电弹性体和刚性电伺服分别提供向前推进和可控转向功能。结果表明,软机器鱼群可以快速改变它们的队形,模仿自然生物的三种典型的集群行为:高度平行的群、环和环面。软体机器鱼群的系统设计和控制原理可以指导软体机器人和机器群的未来研究,特别是水下应用。