Biologically Inspired Approaches for Locomotion, Anomaly Detection and Reconfiguration for Walking Robots

حضور روزافزون روبات‌های متحرک در زندگی روزمره ما، الزامات ویژگی‌های هوشمند و مستقل آنها را معرفی می‌کند. بنابراین نسل بعدی ربات‌های متحرک باید از قابلیت‌های خود توانایی بیشتری داشته باشند، از جمله: افزایش عملکرد آنها در موقعیت‌های پیش‌بینی‌نشده، کاهش مشارکت انسان در عملیات روزمره و نگهداری از آنها. قوی بودن مقاوم در برابر خطا و قابل اعتماد در عملکردشان.

اگرچه سیستم‌های روباتیک متحرک برای دهه‌ها موضوع تحقیق بوده و گذشته از پیشرفت‌های فناوری امروزه، موضوع چگونگی برنامه‌ریزی و مستقل‌تر کردن آن‌ها در عملیات‌هایشان هنوز مطرح است. میدانی باز برای تحقیق.

به‌کارگیری رویکردهای ارگانیک و الهام‌گرفته از زیست‌شناسی در حوزه رباتیک یکی از روش‌هایی است که در نظر گرفته می‌شود که به مستقل‌تر کردن و خودتوان‌تر کردن روبات‌ها کمک می‌کند، یعنی دارای ویژگی‌هایی مانند : خود پیکربندی، خودسازگاری، خود بهینه‌سازی و غیره.

در این کتاب چندین رویکرد جدید الهام‌گرفته شده از زیست‌شناسی برای حوزه روبات‌های راه رفتن (چند پا و انسان‌نما) معرفی و شرح داده شده است.

آنها به راه رفتن ربات خودسازماندهی و خود تثبیت شده، تشخیص ناهنجاری در سیستم های ربات با استفاده از خودسازگاری، و کاهش شرایط معیوب ربات با پیکربندی مجدد خود یک ربات راه رفتن چند پا مربوط می شوند. رویکردهای ارائه شده به طور عملی در سناریوهای آزمایشی مختلف مورد ارزیابی قرار گرفته اند، نتایج حاصل از آزمایش ها به تفصیل مورد بحث قرار گرفته و سودمندی عملی آنها تأیید شده است.

The increasing presence of mobile robots in our everyday lives introduces the requirements for their intelligent and autonomous features. Therefore the next generation of mobile robots should be more self-capable, in respect to: increasing of their functionality in unforeseen situations, decreasing of the human involvement in their everyday operations and their maintenance; being robust; fault tolerant and reliable in their operation.

Although mobile robotic systems have been a topic of research for decades and aside the technology improvements nowadays, the subject on how to program and making them more autonomous in their operations is still an open field for research.

Applying bio-inspired, organic approaches in robotics domain is one of the methodologies that are considered that would help on making the robots more autonomous and self-capable, i.e. having properties such as: self-reconfiguration, self-adaptation, self-optimization, etc.

In this book several novel biologically inspired approaches for walking robots (multi-legged and humanoid) domain are introduced and elaborated.

They are related to self-organized and self-stabilized robot walking, anomaly detection within robot systems using self-adaptation, and mitigating the faulty robot conditions by self-reconfiguration of a multi-legged walking robot. The approaches presented have been practically evaluated in various test scenarios, the results from the experiments are discussed in details and their practical usefulness is validated.