38、人形机器人自稳定行走的SelSta方法解析

人形机器人自稳定行走的SelSta方法解析

1. 人形机器人基础介绍

人形机器人基于“Robonova”平台，配备ATmega伺服控制器。为减轻重量，去除了部分手臂伺服器，并添加了嵌入式系统、双轴陀螺仪、电压转换器、电池以及每只脚三个接触传感器等组件。其高度为35厘米，重量1.8千克。

接触传感器的作用如下：
- 用于获取机器人腿部是否接触地面的信息。
- 检测机器人行走时是否摔倒，这在自稳定行走实验评估中十分必要。

2. SelSta方法概述

SelSta方法旨在实现人形机器人在不同平坦表面上的自稳定行走。以往人形机器人行走研究常忽视行走表面特性，而不同表面会给机器人行走稳定性带来不同动力学影响。这里的表面包括硬木地板、不同软硬度的地毯等。该方法的目标是开发一种鲁棒的自动化方法，使机器人在各种不同材质特性的平坦表面上，能在较短时间内实现最优且节能的稳定行走。

SelSta方法的工作流程如下：
1. 校准阶段 ：机器人使用SelSta方法寻找最佳行走参数，以在给定表面上实现稳定性、速度和能耗的最佳性能。
2. 正常运行阶段 ：机器人使用找到的最佳行走参数运行。

3. SelSta方法细节

3.1 生物学灵感来源

SelSta方法受共生现象的生物学启发，将其映射为人形机器人横向和纵向（矢状）轴稳定性之间的“相互”作用。这些稳定性通过陀螺仪轴值和机器人行走时伺服器的累积负载来估计。

3.2 方法组成

SelSta方法