对于扁平的椭圆形和矩形壳,动物的身体几乎总是向前推进


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实践证明 , 车身圆度通过促进滚动操作增加了遍历性 , 与形状不同的贝壳移动的动物减少身体圆度的人造贝壳改变了动物的光束障碍穿越路径 , 并相对于未修改的身体形状降低了穿越概率 。 鉴于未修改形状的结果 , 研究人员专注于滚动机动并结合所有其他模式以便于比较治疗之间 。 加入椭圆锥壳后 , 动物经常单独使用横滚机动来穿越障碍物场 , 可能是由于体积和表面摩擦增加由于车身圆度降低 。



这种下降几乎解释了遍历概率的全部下降 , 因为使用任何其他模式的遍历概率至少一次没有显着变化 。 减少身体圆度的人造壳也减慢了动物的遍历速度 。 遍历时间 , 由于体积和表面摩擦的增加 , 对于单独的滚动机动 , 椭圆锥壳增加了一倍以上 , 而扁平椭圆形和矩形壳增加了两倍 。 然而 , 对于每个人造炮弹 , 单独使用滚动机动的遍历总是比使用任何其他模式更快 。

最后 , 动物的障碍穿越路径 , 概率和时间都在去除人造壳后恢复 , 证实这些变化不是由于长期学习或疲劳 。 用不同形状的贝壳拉动的动物身体圆度的降低也阻碍了被拉过横梁障碍物的已故动物的身体滚动 , 即使在没有主动推腿和姿势调整的情况下也是如此 。 由于没有修改的形状和椭圆形的圆锥壳 , 当它被拉过梁时 , 动物的身体经常表现出滚动 。

相比之下 , 对于扁平的椭圆形和矩形壳 , 动物的身体几乎总是向前推进 , 同时保持水平的身体姿势 。 对已故动物的实验表明 , 由于间歇性腿-地接触而产生的持续身体振动以及身体倾斜到适当角度的能力对于活体动物来说似乎很重要 , 以诱导身体滚动并结合圆形身体形状 。 总之 , 这些观察结果表明 , 除了由于壳的体积和表面摩擦增加而导致的性能损失外 , 身体圆度的降低还通过抑制最快的滚动动作降低了盘状蟑螂频繁和快速穿越光束障碍物的能力 。

这支持了研究人员的假设 , 即圆形体形可以增强通过三维、多组件障碍物的可穿越性 。 添加一个以蟑螂为灵感的圆壳机器人来穿越光束障碍物 , 研究人员在蟑螂身上发现了地球动力学流线型形状 , 这启发了一种新方法 , 可以使机器人穿越密集杂乱的障碍物 , 而不是绕过它们 。 使用形状穿越杂波地形对于小型机器人特别有用车载传感器、计算机和执行器 , 用于实时障碍物感应和路径规划 , 以应对此类地形 。

为了测试形状设计灵感 , 研究人员挑战了研究人员的六足开环机器人 , 以穿越一个与动物实验中使用的配置相似但更大的光束障碍物场 。 研究人员发现 , 由于其未经修改的长方体 , 机器人很少穿过横梁 , 即使它的身体比横梁横向间距窄 。 相反 , 一旦身体接触到横梁 , 机器人就会向左或向右转 , 但从未滚动 , 并在进入障碍物之前或进入障碍物之前卡在相邻横梁之间场 。

【对于扁平的椭圆形和矩形壳,动物的身体几乎总是向前推进】只有当机器人的轨迹几乎是笔直的并且在两个相邻光束的正中间时 , 它才能在没有实质性接触的情况下快速穿过 , 未修改 。 在研究人员的动物实验启发下添加一个薄的圆形椭圆壳后 , 机器人以更高的概率穿过光束障碍物 , 即使外壳比梁横向间距宽 。 在横穿过程中 , 机器人首先向上俯仰 , 同时推动横梁 , 然后滚动到一边并通过横梁之间的间隙进行机动; , 而不是在接触横梁后转向 。 这是使用相同的开环控制实现的 , 无需添加任何感官反馈 。

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