使用壓力反饋調(diào)節(jié)平衡制造一個(gè)仿生機(jī)器人

二爻機(jī)械動(dòng)力

4 O6 N  ]! F9 R, M- K! U- Y/ S- ]
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？
2 @! m" `/ |/ u) _哦，圖隨便畫(huà)的，不精確，錨點(diǎn)和電機(jī)不在一塊骨頭上。電機(jī)或者擊錘工作，會(huì)改變兩根骨頭之間的角度。
) }, X5 s# F, |( Q$ u0 g

二爻機(jī)械動(dòng)力

暢想一下啊，第一步做一個(gè)會(huì)跟著逛街的機(jī)器人。
然后，接上語(yǔ)音模塊，比如小愛(ài)2000版。
% r- f' M' M8 K: w$ ~) x$ p1 g內(nèi)部充氣，外部蒙上硅膠，這種伴侶機(jī)器人摸起來(lái)既有骨感，又有手感，還耐壓。。。。。哦呵呵不敢想。關(guān)鍵是能帶出去，會(huì)走路說(shuō)話。
7 r5 d/ i9 L  `+ b

幾何精度檢測(cè)

收藏 收藏 太感興趣了 加油  感覺(jué)想法非常不錯(cuò) 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(jī)械動(dòng)力

pengjc2001 發(fā)表于 2018-11-30 00:44
. h! _! }" U. t8 U/ ]2 J5 u& M% V樓主知道 倒立擺 這東西嗎？

8 g, Q2 O: |) @; i不知道。我百度了一下，嗯，水平低看不太懂啊。
8 Z- [7 Y: O! w& R8 {8 x
什么非線性數(shù)學(xué)，上學(xué)的時(shí)候老師講到非線性的時(shí)候直接跳過(guò)沒(méi)講。。。。自己看也看不懂。
9 e1 ^( H3 Q8 h" n8 f/ r6 ~
1 w% b6 T4 `3 F# k大概您的意思是？我這個(gè)裝置算是一種倒立擺？大哥，我是真不懂，請(qǐng)指教。
$ j. E, A% `( Y* w
我是這么想的，這個(gè)裝置實(shí)際上分為三種控制方式：主動(dòng)控制、被動(dòng)控制（自動(dòng)控制）、和維持

主動(dòng)控制的意思是：根據(jù)指令做出動(dòng)作（所以這個(gè)機(jī)器人需要遙控控制），比如鞠躬。在主動(dòng)控制的時(shí)候，電機(jī)只接受外部遙控，而無(wú)需考慮平衡問(wèn)題。（圖1）

! ?' m! c6 C. s( w& @! K

1 o1 M' p# L, y! O# N
4 G8 [  f$ S0 v1 m' [6 Q- B當(dāng)然這個(gè)樣子，肯定是不能保持身體平衡的，所以需要一個(gè)看起來(lái)很AI的程序，進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。（圖2）
而進(jìn)行自動(dòng)控制的依據(jù)就是足底壓力電極所搜集的壓力數(shù)據(jù)。

7 O; F" p  E: B. N
- d# G  v. L& n. u

/ E( `( l/ l1 P  }3 W  v而維持的意思是：自動(dòng)回復(fù)。當(dāng)彎腰鞠躬的時(shí)候，主動(dòng)電機(jī)拉動(dòng)腹部橡皮條使胸腹前傾，這一會(huì)導(dǎo)致足底壓力變化，使得激發(fā)自動(dòng)控制程序，讓身體重心重新落入兩足之間。二會(huì)使得背部肌肉繃緊，使得鞠躬角度不至于過(guò)大，而且當(dāng)主動(dòng)電機(jī)停止供電運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，背部肌肉自然彈回，自動(dòng)回復(fù)為直立姿勢(shì)。

這三種控制中最重要的就是自動(dòng)控制部分。
我覺(jué)得吧，只要把自動(dòng)控制部分解決，它將來(lái)就可以作為人工智能的搭載平臺(tái)。
' ]$ l% U8 j" ~8 R

莫非空

機(jī)械——菜鳥(niǎo) 發(fā)表于 2018-11-28 08:53
1 P& Z5 P5 ?. W% \1 r2 W' V: f( j, b你都說(shuō)了是靈感來(lái)源于人，你可知道人保持平衡還得靠眼睛和內(nèi)耳啊？人在倒立的時(shí)候可以保持平衡就是靠的內(nèi) ...

研究本來(lái)都是一步一步來(lái)的，先解決一個(gè)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，再進(jìn)行下一個(gè)，一開(kāi)始就以整個(gè)系統(tǒng)論的，那是理論工程師，不是實(shí)踐工程師，樓主把人體的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)，先分解成簡(jiǎn)單的機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)模擬，是完全可行的，至于成不成功，那是只是為了發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并為下一步研究做的準(zhǔn)備

二爻機(jī)械動(dòng)力

鞠躬和背后一擊的區(qū)別

鞠躬會(huì)導(dǎo)致重心前移，足底前部壓力增大，背后一擊呢，也會(huì)導(dǎo)致足底前部壓力增大。自動(dòng)控制程序能發(fā)現(xiàn)兩者的區(qū)別并作出不同的動(dòng)作嗎？

可以的。鞠躬的時(shí)候，足底壓力變化數(shù)據(jù)比較平緩，它可以采取下肢繃緊后傾的策略來(lái)應(yīng)對(duì)。
! ^! M  m2 P$ Q% t) n; a1 `& O+ K而背后一擊呢，足底壓力變化會(huì)比較快，此時(shí)如果采取下肢繃緊后傾的動(dòng)作，就會(huì)以很可笑姿勢(shì)一頭栽倒。
' X% O8 j6 t5 d( l
5 h2 c. G% P/ i* f* v這只需要在編寫(xiě)程序的時(shí)候，計(jì)算一下足底壓力數(shù)據(jù)的變化率，就足以區(qū)分這兩個(gè)動(dòng)作。

當(dāng)然要分辨這兩個(gè)動(dòng)作有很多辦法，比如鞠躬是主動(dòng)動(dòng)作，背后一擊是受動(dòng)動(dòng)作等等，但是我認(rèn)為根據(jù)足底壓力變化數(shù)據(jù)來(lái)判斷是正道。
3 F; V( e. {% u  O) r) l
因?yàn)橐苍S，也有鞠躬鞠大了，一頭栽倒的智障，這時(shí)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(shí)候上肢受力微微前傾，完全可以姿勢(shì)微調(diào)恢復(fù)平衡，沒(méi)必要通過(guò)邁步這種“夸張”的動(dòng)作完成平衡。
. y/ }  s# a  V; k; Z

二爻機(jī)械動(dòng)力

莫非空 發(fā)表于 2018-11-30 09:04
研究本來(lái)都是一步一步來(lái)的，先解決一個(gè)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，再進(jìn)行下一個(gè)，一開(kāi)始就以整個(gè)系統(tǒng)論的，那是理論工程師 ...

多謝兄弟支持！
7 |  c9 X% x6 F1 s是啊，人體很復(fù)雜，如果完全仿生，那么做出來(lái)的機(jī)器人絕對(duì)會(huì)比波士頓的那個(gè)復(fù)雜很多倍，畢竟波士頓的那個(gè)機(jī)器人也做不到完全仿生。

原本我想把頭部扭頭低頭的動(dòng)作也做出來(lái)，看了兄弟的話，我決定第一個(gè)機(jī)器完全放棄頭部和手臂動(dòng)作。畢竟沒(méi)有雙手的人照樣能跑能跳。
$ o6 U. v! f/ F0 M$ P
這樣，我所需要的電機(jī)數(shù)量可能減少至6個(gè)。用于控制腹部、大腿、小腿。

awolfbee

陀螺儀，而且可能不止一個(gè)，用于感知姿態(tài)變化，然后做出反應(yīng)。壓力傳感器，不準(zhǔn)確。

pengjc2001

8 k/ q( S' X. |

二爻機(jī)械動(dòng)力 發(fā)表于 2018-11-30 09:00
% B# M5 d$ D/ P( k3 d& i, M- y不知道。我百度了一下，嗯，水平低看不太懂啊。

- [- W: L. Y+ M什么非線性數(shù)學(xué)，上學(xué)的時(shí)候老師講到非線性的時(shí)候直接 ...

- I1 A* V! u- l& q2 z路漫漫其修遠(yuǎn)兮。
建議你先弄懂 倒立擺，  或者平衡車(chē)。 資料好找。 基于arduino   樹(shù)莓派 等開(kāi)源硬件的  平衡車(chē)資料 一堆。 玩明白了， 再擴(kuò)展。
; Z( I1 m6 f3 f* t5 R+ [) s/ D
; D1 H% b; K1 Q2 H您提到， 外部一個(gè)沖擊， 能感應(yīng)出變化， 然后系統(tǒng)做出相應(yīng)的回應(yīng)。  這就涉及到了控制理論。 外接的變化量， 系統(tǒng)以什么樣的方式去響應(yīng)。 需要設(shè)計(jì)一個(gè)什么樣的系統(tǒng)   線形、  非線性、 過(guò)調(diào)了怎么辦？   
. p" @$ z) f4 U$ s

; S3 s: k: d8 y: ?7 a( ?舉個(gè)例子， 假設(shè)頭部向前傾斜了一個(gè)角度，系統(tǒng)感受到了， 電機(jī)回拉。 回啦過(guò)程， 頭部重力產(chǎn)生的扭矩是逐步變小的。 你開(kāi)始這么大的力是不是要考慮 減小，  既然已經(jīng)回拉了， 現(xiàn)在是不是有一個(gè)速度， 慣性作用， 到豎直位置，是不是 停不下來(lái) 有過(guò)沖， 是不是又要考慮反向用力。 這樣一正 一反的擺動(dòng)，是不是要考慮阻尼系統(tǒng)如何來(lái)吸收這個(gè)能量？