IROS 2020 | AIRS 共发表9篇文章,两篇获最佳奖提名
太平洋时间10月25日,机器人与智能系统领域最著名、影响力最大的顶级学术会议—— IEEE智能机器人与系统国际会议(IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, IROS)正式召开。
AIRS 智能机器人研究中心林天麟教授、钱辉环教授、计算机视觉研究中心黄锐教授和国际合作项目的 Sethu Vijayakumar 教授分别作为通讯作者的共九篇论文被本届 IROS 接收,其中更有两篇获最佳奖提名。
受疫情影响,本该在拉斯维加斯举行的 IROS 2020 改在线上举办,并且史无前例的通过线上免费向公众开放。
IROS 2020举办期间,AIRS 也带着大家一起来学习观摩这几篇论文。今天介绍的是获得机器人机构设计最佳论文提名的FreeBOT: A Freeform Modular Self-reconfigurable Robot with Arbitrary Connection Point - Design and Implementation(FreeBOT:能任意连接、自由组合的模块化自重构机器人——设计与实现)一文。
研究背景
模块化自重构机器人(Modular Self-Reconfigurable Robot, MSRR)是近年来的研究热点。MSRR 系统由许多重复的模块单元组成,这些模块可以根据任务的需要重新改变成不同的构型。通过连接机构,MSRR 可以实现模块间的连接/分离和系统重构,因此连接机构是 MSRR 模块最重要和最基础的组成部分之一。
目前,主流的 MSRR 连接机构包括由电机驱动的挂钩、永磁铁或电磁铁。可是这些现存的 MSRR 连接机构由于存在许多物理约束,难以实现自由组合的机器人系统,包括:模块连接器是有性的且离散的;模块在自组装时需要规划轨迹来对齐连接器;模块之间的连接耗时长且成功率低。如果一个模块可以同时连接多个模块,那么 MSRR 系统的可实现构型将更加多样化,可以满足更多的功能需求,所以为一个 MSRR 模块配备多个连接机构已成为越来越多的共识。
然而,模块配备多个连接机构不仅增加了机器人的重量、体积和制造成本,而且在算法层面也给路径规划带来了复杂的物理约束。因此,如何设计一个有效的、自由组合的 MSRR 模块仍然是一个挑战。
研究概要
本文提出了一个新型的模块化自重构机器人 FreeBOT,它可以在其他机器人表面上任意点自由连接。FreeBOT 主要由两部分组成:球形铁磁性外壳和内部磁铁。模块之间的连接是无性的和即时的,因为内部磁铁可以自由地吸引其他 FreeBOT 的铁磁性球壳,而不需要与特定的连接器精准对齐。这种连接方式具有更少的物理约束,因此可以将 FreeBOT 系统扩展到更多的构型以满足更多的功能需求。
FreeBOT 虽然只有两个电机,但可以完成多项任务:模块独立运动、连接器管理和系统重构。FreeBOT 可以在平面上独立移动,甚至可以爬上铁磁性的墙壁;一群 FreeBOT 可以穿越复杂的地形。大量的实验测试表明,FreeBOT 系统具有实现自由组合机器人的巨大潜力。
论文作者
> 本文第一作者为香港中文大学(深圳)二年级博士研究生梁冠琪,其导师为林天麟教授。目前他的研究方向包括模块化自重构机器人和现场机器人。
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< 林天麟教授现为香港中文大学(深圳)助理教授,同时也是我院智能机器人研究中心主任,他也是 IEEE 高级会员。林教授的研究方向包括多机器人系统,现场机器人,软体机器人以及人机交互。
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论文报告
IROS
IROS 是国际机器人与自动化领域的两大影响最大的学术会议之一,自机器人技术发展初期的 1988 年开始,IROS 每年举办一届。每年,来自世界各个顶尖机器人研究机构的专家和业界人士汇聚在这个盛会,探讨和展示机器人行业最前沿的技术。
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