本周為將門(mén)-TechBeat技術(shù)社區(qū)第244期線上Talk！也是ICRA?2020系列Talk第③彈！

北京時(shí)間9月23日(周三)晚8點(diǎn)，立命館大學(xué)機(jī)器人系特任助理教授—李龍川博士的Talk將準(zhǔn)時(shí)在將門(mén)TechBeat技術(shù)社區(qū)開(kāi)播！

他與大家分享的主題是: “基于共振現(xiàn)象的準(zhǔn)被動(dòng)行走腿式機(jī)器人”。屆時(shí)將會(huì)介紹其最新研究成果——“準(zhǔn)被動(dòng)行走”，憑借機(jī)械共振來(lái)實(shí)現(xiàn)的在水平路面的行走步態(tài)。

Talk·信息

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主題：基于共振現(xiàn)象的準(zhǔn)被動(dòng)行走腿式機(jī)器人

嘉賓：立命館大學(xué)機(jī)器人系特任助理教授 ?李龍川

時(shí)間：北京時(shí)間?9月23日 (周三) 20:00

地點(diǎn)：將門(mén)TechBeat技術(shù)社區(qū)

http://www.techbeat.net/

Talk·提綱

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被動(dòng)行走是由McGeer教授提出的，模仿人類(lèi)在下坡時(shí)的一種僅靠重力勢(shì)能與動(dòng)能之間轉(zhuǎn)換，即可完成的步態(tài)。因?yàn)槔碚撋蠜](méi)有任何外界輸入，所以這一理念對(duì)于步行機(jī)器人的行走效率優(yōu)化有深遠(yuǎn)的意義和影響。但是在實(shí)際行走中，不可能做到無(wú)輸入。即使是在下坡時(shí)利用重力勢(shì)能，當(dāng)不提供輸入時(shí)也只能生成單一的步態(tài)，無(wú)法改變速度、步幅，也就無(wú)法跨越障礙。因此，這一理念雖然很受步行機(jī)器人學(xué)者在理論上的認(rèn)可，但是其在現(xiàn)實(shí)世界中卻很難真正得到有效的應(yīng)用和推廣。

如果想把被動(dòng)行走的理念進(jìn)行泛化，最關(guān)鍵，也是最難的一點(diǎn)就是積極的利用系統(tǒng)的自然動(dòng)力。也就是說(shuō)，輸入對(duì)系統(tǒng)的影響應(yīng)該和系統(tǒng)本身的能量轉(zhuǎn)換進(jìn)行有效的耦合。受到自然界共振現(xiàn)象的啟發(fā)，本研究在不施加任何關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)矩的前提下，為步行機(jī)器人安裝了一個(gè)額外的振子。利用機(jī)械振蕩來(lái)引起機(jī)器人行走的共振，從而通過(guò)對(duì)振子的控制來(lái)間接控制機(jī)器人的步態(tài)。

由于共振的步態(tài)在物理中屬于“被同步的極限環(huán)”(entrained limit cycle) ，于是我們利用“降相理論” (phasereduction theory)?對(duì)于振子的振動(dòng)波形進(jìn)行了優(yōu)化，使其能夠在保證行走效率的前提下，最大幅度的實(shí)現(xiàn)對(duì)步行機(jī)器人的控制。近兩年來(lái)，我們把這一機(jī)理應(yīng)用到了多種步態(tài)的控制當(dāng)中去。

本次Talk為大家介紹的“準(zhǔn)被動(dòng)行走”是我們最新提出的，憑借機(jī)械共振來(lái)實(shí)現(xiàn)的在水平路面的行走步態(tài)。

本次分享的主要內(nèi)容如下：

1. 背景介紹 (被動(dòng)行走 共振現(xiàn)象)

2. 基于共振現(xiàn)象的無(wú)框輪控制?

3. 基于降相理論 (phase reduction theory) 的最優(yōu)化?

4. 水平面腿式機(jī)器人的準(zhǔn)被動(dòng)行走 (Quasi-passive dynamic walking) 建模，控制與分析?5. 總結(jié)與展望

Talk·提問(wèn)交流

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嘉賓介紹

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李龍川，2016年3月取得天津大學(xué)與（日本）北陸先端科學(xué)技術(shù)大學(xué)院大學(xué)（JAIST）雙碩士學(xué)位，并于2019年6月取得（日本）北陸先端科學(xué)技術(shù)大學(xué)院大學(xué)博士學(xué)位2019年7月至2020年3月，在日本立命館大學(xué)作為博士后研究員。2020年4月起，擔(dān)任立命館大學(xué)機(jī)器人系特任助理教授，效力于立命館大學(xué)馬書(shū)根教授團(tuán)隊(duì)。并且與北陸先端科學(xué)技術(shù)大學(xué)院大學(xué)長(zhǎng)期以來(lái)密切合作，參與指導(dǎo)多名碩士生，博士生。2018年獲得日本測(cè)量與控制學(xué)會(huì)北陸支部?jī)?yōu)秀學(xué)生獎(jiǎng)，2019年獲得SWARM2019最佳論文優(yōu)勝獎(jiǎng)(Winner of best paper award)。2019年指導(dǎo)學(xué)生獲得日本測(cè)量與控制學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)獎(jiǎng)。

他的主要研究方向?yàn)橐苿?dòng)機(jī)器人建模與控制和非線性動(dòng)力學(xué)分析。善于將非線性動(dòng)力學(xué)的分析和控制方法靈活運(yùn)用到移動(dòng)機(jī)器人的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中去。在機(jī)器人頂會(huì)ICRA，IROS以及權(quán)威期刊IEEE Robotics and Automation Letters發(fā)表多篇文章。當(dāng)前文章發(fā)表總量30余篇。

系列Talk

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