The terrain adaptability of the state-of-the-art robot is far behind natural animals, partly because of limited sensing, intelligence, controlling, and actuating ability. One possible solution is to explore the flexible locomotion structure and locomotion mode with good adaptability and fault tolerance. Based on this idea, we presented a type of vibro-bot with arrayed soft legs (VBASL) with excellent terrain adaptability by utilizing the rapid vibration of the soft belt array. With the resistance to local terrain blocking and combing the vibrational actuation, the VBASL has an advantage of multi-leg collaboration, so that very simple structure can achieve good terrain adaptability, such as steady locomotion on complex terrains like steep slope, ladders, steps, discrete pillars, and soft sands. Besides, the effects of soft leg geometry, stiffness, and ground topography on terrain adaptability and locomotion speed were also studied, indicating the similar contact stiffness to maximize the locomotion speed on different grounds. Then, a theoretical model was developed to describe the experiments well, which can guide the design of optimum contact stiffness of VBASL to achieve fast locomotion speed and good load capacity. By further modifying the robot structure, more practical functions such as turning, climbing, and anti-impacting were easily realized. The resistance to local terrain blocking and optimum contact stiffness are two important factors to improve the performance of VBASL, which may address the terrain adaptability challenge of robots working in practical unstructured environments.

中文翻译：

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阵列式软腿振动机器人的地形适应性和最佳接触刚度

最先进的机器人的地形适应性远远落后于自然动物，部分原因是感知、智能、控制和驱动能力有限。一种可能的解决方案是探索具有良好适应性和容错性的灵活运动结构和运动模式。基于这一思想，我们利用软带阵列的快速振动，提出了一种具有优异地形适应性的阵列软腿振动机器人（VBASL）。VBASL具有抵抗局部地形阻挡和结合振动驱动的优势，具有多腿协同的优势，因此非常简单的结构可以实现良好的地形适应性，例如在陡坡、梯子、台阶等复杂地形上的平稳运动。离散的柱子和柔软的沙子。此外，软腿几何形状、刚度、还研究了地面地形对地形适应性和运动速度的影响，表明相似的接触刚度可以最大限度地提高不同地面的运动速度。然后，建立了一个理论模型来很好地描述实验，这可以指导 VBASL 的最佳接触刚度的设计，以实现快速的运动速度和良好的承载能力。通过进一步改造机器人结构，轻松实现转向、攀爬、抗冲击等更多实用功能。抵抗局部地形阻挡和最佳接触刚度是提高 VBASL 性能的两个重要因素，这可以解决机器人在实际非结构化环境中工作的地形适应性挑战。表明相似的接触刚度以最大化不同地面上的运动速度。然后，建立了一个理论模型来很好地描述实验，这可以指导 VBASL 的最佳接触刚度的设计，以实现快速的运动速度和良好的承载能力。通过进一步改造机器人结构，轻松实现转向、攀爬、抗冲击等更多实用功能。抵抗局部地形阻挡和最佳接触刚度是提高 VBASL 性能的两个重要因素，这可以解决机器人在实际非结构化环境中工作的地形适应性挑战。表明相似的接触刚度以最大化不同地面上的运动速度。然后，建立了一个理论模型来很好地描述实验，这可以指导 VBASL 的最佳接触刚度的设计，以实现快速的运动速度和良好的承载能力。通过进一步改造机器人结构，轻松实现转向、攀爬、抗冲击等更多实用功能。抵抗局部地形阻挡和最佳接触刚度是提高 VBASL 性能的两个重要因素，这可以解决机器人在实际非结构化环境中工作的地形适应性挑战。这可以指导VBASL的最佳接触刚度设计，以实现快速的运动速度和良好的承载能力。通过进一步改造机器人结构，轻松实现转向、攀爬、抗冲击等更多实用功能。抵抗局部地形阻挡和最佳接触刚度是提高 VBASL 性能的两个重要因素，这可以解决机器人在实际非结构化环境中工作的地形适应性挑战。这可以指导VBASL的最佳接触刚度设计，以实现快速的运动速度和良好的承载能力。通过进一步改造机器人结构，轻松实现转向、攀爬、抗冲击等更多实用功能。抵抗局部地形阻挡和最佳接触刚度是提高 VBASL 性能的两个重要因素，这可以解决机器人在实际非结构化环境中工作的地形适应性挑战。