Monopod hopping on compliant terrains

Vasilopoulos, Vasileios; Paraskevas, Iosif S.; Papadopoulos, Evangelos

doi:10.1016/j.robot.2018.01.004

Cited by 13 publications

(10 citation statements)

References 31 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…For example, Azad et al [8] proposed a momentum based controller for balancing on soft terrain by relying on a nonlinear soft contact model. Vasilopoulos et al [9] proposed a similar hopping controller that models the terrain using a viscoplastic contact model. However, these approaches were only tested in simulation and for monopods.…”

Section: A Related Work -Soft Terrain Adaptation For Legged Robotsmentioning

confidence: 99%

“…Compared to previous works on WBC that tested their approach only during standing [6,7], we test our STANCE approach during locomotion. Compared to other approaches [8,9] that were tested on monopods in simulation, STANCE is implemented and tested in experiment on HyQ. Compared to previous work on soft terrain adaptation [10], STANCE can adapt to soft terrain online and was tested on multiple terrains with different compliances and with transitions between them.…”

Section: Proposed Approach and Contributionmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

STANCE: Locomotion Adaptation Over Soft Terrain

et al. 2020

View full text Add to dashboard Cite

Whole-Body Control (WBC) has emerged as an important framework in locomotion control for legged robots. However, most WBC frameworks fail to generalize beyond rigid terrains. Legged locomotion over soft terrain is difficult due to the presence of unmodeled contact dynamics that WBCs do not account for. This introduces uncertainty in locomotion and affects the stability and performance of the system. In this paper, we propose a novel soft terrain adaptation algorithm called STANCE: Soft Terrain Adaptation and Compliance Estimation. STANCE consists of a WBC that exploits the knowledge of the terrain to generate an optimal solution that is contact consistent and an online terrain compliance estimator that provides the WBC with terrain knowledge. We validated STANCE both in simulation and experiment on the Hydraulically actuated Quadruped (HyQ) robot, and we compared it against the state of the art WBC. We demonstrated the capabilities of STANCE with multiple terrains of different compliances, aggressive maneuvers, different forward velocities, and external disturbances. STANCE allowed HyQ to adapt online to terrains with different compliances (rigid and soft) without pre-tuning. HyQ was able to successfully deal with the transition between different terrains and showed the ability to differentiate between compliances under each foot.

show abstract

Section: A Related Work -Soft Terrain Adaptation For Legged Robotsmentioning

confidence: 99%

Section: Proposed Approach and Contributionmentioning

confidence: 99%

STANCE: Locomotion Adaptation Over Soft Terrain

et al. 2020

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…The main parts of this thesis have been published in international refereed conference proceedings ( [123], [127] and [154]), international abstract refereed conference proceedings ( [36], [88], [100], [126] and [156]), a book chapter ( [122]), a journal publication ( [128]), while two journal papers are under review ( [20] and [155]).…”

Section: Thesis Summarymentioning

confidence: 99%

“…Under the Heracleitus II program the following conference and journal papers have been published ( [36], [88], [100], [122], [123], [126], [127], [128] and [154]) or is under review ( [155]).…”

Section: Thesis Summarymentioning

confidence: 99%

“…(β) Πώς οι µάζες και δυσκαµψίες των συστηµάτων υπό κρούση επηρεάζουν την κρούση σε συνθήκες έλλειψης βαρύτητας (µηδενικής βαρύτητας); Τα κύρια µέρη αυτής της εργασίας δηµοσιεύθηκαν σε διεθνή συνέδρια µε κρίση στο κείµενο ( [123], [127] και [154]), ή στην περίληψη ( [36], [88], [100], [126] και [156])), σε ένα κεφάλαιο βιβλίου ( [122]), µια δηµοσίευση σε περιοδικό ( [128]), ενώ δύο δηµοσιεύσεις σε περιοδικό είναι υπό κρίση ( [20] και [155]). Κατά την διάρκεια του προγράµµατος Ηράκλειτος ΙΙ παρουσιάστηκαν οι ακόλουθες δηµοσιεύσεις ( [36], [88], [100], [122], [123], [126], [127], [128] και [154]) ή είναι υπό κρίση ( [155]). Τέλος, κατά την διάρκεια του προγράµµατος, ο συγγραφέας συνεπέβλεψε έναν αριθµό από προπτυχιακές και µεταπτυχιακές διπλωµατικές εργασίες, [3], [87], 99], [124], [129] και [153].…”

Section: γενικό σενάριο της παρούσας εργασίαςunclassified

See 1 more Smart Citation

Capturing of orbital space systems by robots

Paraskevas¹,

Παρασκευάς²

View full text Add to dashboard Cite

Η εξερεύνηση κι η εκμετάλλευση του διαστήματος απαιτεί την ενίσχυση των ρομποτικών υποδομώνστην τροχιά της Γης αλλά και ακόμα παραπέρα. Πολλές διαστημικές υπηρεσίες όπως η NASA, η ESAκαι η JAXA έχουν ήδη εντάξει δραστηριότητες Τροχιακών Υπηρεσιών (ΤΥ) στα μελλοντικά τους σχέδια.Στον πυρήνα των ΤΥ βρίσκεται το πρόβλημα της προσέγγισης και σύλληψης/πρόσδεσης Στόχου(δορυφόρου ή διαστημικού θραύσματος).Η σύλληψη και πρόσδεση Στόχου από ένα Διαστημικό Ρομποτικό Σύστημα (Κυνηγό), ο οποίοςαποτελείται από μια μη σταθερή βάση και έναν ή περισσότερους βραχίονες, είναι μια ιδιαίτερααπαιτητική δραστηριότητα, λόγω της δυναμικής σύζευξης βάσης-βραχιόνων. Επιπλέον, αυτές οιδιαδικασίες είναι συνδεδεμένες με κρούσεις καθώς δύο σώματα έρχονται σε επαφή. Οι προκλήσειςείναι ακόμα μεγαλύτερες όταν ο Κυνηγός και ο Στόχος έχουν συγκρίσιμες μάζες. Στην περίπτωσημάλιστα της παθητικής πρόσδεσης, γνωστής και ως Κρουστική Πρόσδεση (impact docking), οιδυνάμεις που αναπτύσσονται κατά την κρούση είναι μέρος της διαδικασίας. Μη επιτυχείς κρούσειςμπορεί να απομακρύνουν Κυνηγό και Στόχο, ή να προκαλέσουν ζημιές σε κρίσιμα υποσυστήματα τους.Για τους ανωτέρω λόγους, χρειάζεται προσεκτική μελέτη των κρούσεων σε περιβάλλον έλλειψηςβαρύτητας και ειδικότερα απαιτείται: (α) επαρκής μοντελοποίηση της διαδικασίας, (β) μελέτη τηςεπίδρασης των αδρανειακών παραμέτρων και των παραμέτρων ενδοτικότητας και (γ) σχεδιασμός καιέλεγχος μιας αποτελεσματικής προσέγγισης Στόχου σε Κυνηγό.Σε αυτή τη διατριβή αρχικά μοντελοποιείται και αναλύεται η κρούση δύο σωμάτων στο διάστημα.Περιγράφονται οι περιορισμοί των υπαρχόντων βισκοελαστικών μοντέλων, και αναπτύσσεται έναπρωτότυπο βισκοπλαστικό μοντέλο που δείχνει πολύ καλή συσχέτιση με δημοσιευμένα πειραματικάαποτελέσματα. Το μοντέλο αυτό γενικεύεται σε εφαρμογές με επίγειες κρούσεις και μέσωπαραδειγμάτων και προσομοιώσεων, δείχνεται ότι το μοντέλο που αναπτύχθηκε είναι ιδιαίτερα χρήσιμοσε ρομποτικές εφαρμογές. Για συστήματα που έρχονται σε επαφή, παρουσιάζονται οι ισχύουσεςπροσεγγίσεις μοντελοποίησης κατά την Κρουστική Πρόσδεση. Με βάση αυτές, αναπτύσσεται μιαγενικευμένη προσέγγιση μοντελοποίησης συστημάτων σε συνθήκες έλλειψης βαρύτητας, ενώ με τηνχρήση υπολογιστικά γρήγορων μεθόδων που αναπτύσσονται με χρήση θεωριών κρούσεως στερεώνσωμάτων, γίνεται εκτίμηση της συμπεριφοράς των σωμάτων μετά την κρούση τους.Αναπτύσσεται πρωτότυπη μέθοδος για την ελαχιστοποίηση των αντιδράσεων στις αρθρώσεις τωνβραχιόνων και τελικά στις ρομποτικές βάσεις, κατά την διάρκεια των κρούσεων. Οι αναπτυσσόμενες αντιδράσεις ελαχιστοποιούνται με τη χρήση του Κρουστικού Κέντρου (ΚΚ) και αναπτύσσεταιμεθοδολογία που εφαρμόζεται σε δισδιάστατες και τρισδιάστατες κρούσεις. Εκτιμάται η θετικήεπίδραση της χρήσης της θεωρίας του ΚΚ σε ρομποτικούς μηχανισμούς στο διάστημα και εξετάζεται ηευαισθησία των αποτελεσμάτων σε μεταβολές των παραμέτρων της κρούσης. Προτείνεται μία μέθοδοςελέγχου για την αντιστάθμιση των αντιδράσεων που επιβεβαιώνεται μέσω προσομοιώσεων επίπεδουκαι τρισδιάστατου ρομπότ. Τέλος, προτείνονται οδηγίες σχεδιασμού και ελέγχου για την εφαρμογή τηςμεθόδου σε διαστημικά ρομποτικά συστήματα

show abstract

A Study on the Effect of Belly‐Dragging Locomotion on a Robot that Mimics a Heavy Reptile

Lim,

Song,

Yun

2024

Advanced Intelligent Systems

View full text Add to dashboard Cite

This study investigates the effect of tortoise‐inspired locomotion on enhancing energy efficiency in legged robots. Tortoises, known for their high locomotion efficiency, provide a unique model for robot and gait design, where their specific gait and posture significantly contribute to energy efficiency. This study hypothesizes that the gait and belly‐dragging posture of tortoises can improve the energy efficiency of robots. To test this hypothesis, a quadruped robot mimicking these tortoise characteristics is developed, utilizing the cost of transport (CoT) as a measure of energy efficiency. Dynamic simulations and real‐world experiments are conducted, varying parameters like robot size, mass, friction coefficient, and Froude number, to validate the generality of the findings. The results indicate that both belly dragging, a postural characteristic of tortoises, and their diagonal gait significantly lower the robot's CoT. This suggests that the energy‐efficient locomotion of tortoises, specifically the diagonal gait with belly dragging, is transferable to robotic platforms to enhance energy efficiency. The tortoise‐inspired robot design offers significant potential in applications such as search and rescue operations, space exploration, and payload transportation. Furthermore, the tortoise‐inspired locomotion strategy can be effectively integrated with other research focusing on energy efficiency improvements through mechanical structures or control strategies.

show abstract

Monopod hopping on compliant terrains

Cited by 13 publications

References 31 publications

STANCE: Locomotion Adaptation Over Soft Terrain

STANCE: Locomotion Adaptation Over Soft Terrain

Capturing of orbital space systems by robots

A Study on the Effect of Belly‐Dragging Locomotion on a Robot that Mimics a Heavy Reptile

Contact Info

Product

Resources

About