磁控仿魚微型機器人實現(xiàn)復(fù)雜運動的高效學(xué)習(xí)-環(huán)球新視野

2023-05-16 10:14:11


(資料圖)

5月8日,中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院集成所智能仿生研究中心的徐升和徐天添研究團隊合作,提出了一套針對微型仿魚磁驅(qū)動機器人的復(fù)雜運動學(xué)習(xí)控制方法。

研究團隊通過寬度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練獲得了可控磁場變化與仿魚機器人多種動作基元之間的關(guān)系規(guī)律,實現(xiàn)了仿魚機器人的復(fù)雜運動,并且本方法無需復(fù)雜調(diào)參,具有優(yōu)異魯棒穩(wěn)定性,保障了運動過程不受外界擾動影響。該成果發(fā)表于智能控制領(lǐng)域權(quán)威期刊IEEE Transactions on Cybernetics。

該研究中,?中國科學(xué)院深圳先進院集成所副研究員徐升為第一作者,中國科學(xué)院深圳先進院集成所研究員徐天添為通訊作者,中國科學(xué)院深圳先進院為第一單位。?

微型仿魚機器人由于構(gòu)型合理、尺度很小,可以更為靈活地在復(fù)雜狹小空間內(nèi)穿梭作業(yè),在微孔探查、靶向治療等小尺度操作領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。但是,受磁場與機器人運動之間的強非線性影響,使得機器人按要求軌跡運動控制十分具有挑戰(zhàn)。

此外,在復(fù)雜場景中,如人體內(nèi),理想目標(biāo)軌跡的準確坐標(biāo)往往不便獲取,限制了追蹤控制策略的應(yīng)用。因此,十分有必要將微型機器人的底層運動封裝為直走、直角彎、S形彎、C形彎等基本運動,并將這些基本運動作為高層運動指令庫的基元,便于在后續(xù)的宏觀運動路徑規(guī)劃中按需調(diào)用,降低實時控制指令的解算復(fù)雜度。對此,研究團隊結(jié)合寬度學(xué)習(xí)理論,對磁控仿魚機器人的運動基元開展訓(xùn)練學(xué)習(xí)完成多種復(fù)雜運動。?

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