Wir beginnen mit Verhaltenskomponenten, die wir als "Schablonen" bezeichnen: sehr einfache Mechanismen, deren Bewegungen grundlegend für die komplexeren Strategien der Fortbewegung von Tieren und Robotern sind. Wir werden uns auf den "Kompassgang" (die Bewegung eines Rades mit zwei Speichen) und das federbelastete umgekehrte Pendel konzentrieren - die verkürzten Versionen des Gehens auf Beinen bzw. des Laufens auf Beinen - und dann zu den physischen Komponenten der Mobilität übergehen. Wir beginnen mit dem Begriff der physikalischen Skalierungsgesetze und gehen dann auf nützliche Materialeigenschaften und die damit verbundenen Leistungszahlen ein. Zum Schluss werfen wir einen kurzen, aber entscheidenden Blick auf die Wissenschaft und Technologie der Aktuatoren - die wichtigen Quellen der Antriebskräfte und Drehmomente in unseren Robotern. Link zur Bibliographie: https://www.coursera.org/learn/robotics-mobility/resources/pqYOc

Jetzt werden wir physische Glieder und Gelenke zusammensetzen und die Geometrie und die Physik betrachten, die zum Verständnis ihrer koordinierten Bewegung erforderlich sind. Wir werden etwas über die Geometrie der Freiheitsgrade lernen. Dann gehen wir zurück zu Newton und lernen eine kompakte Methode kennen, um die physikalische Dynamik zu beschreiben, die die Positionen, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen dieser Freiheitsgrade beschreibt, wenn sie von unseren Aktuatoren erzwungen werden.Natürlich gibt es viele verschiedene Möglichkeiten, Gliedmaßen und Körper zusammenzusetzen: Auch hier können wir von den Tieren viel lernen, wenn wir die beste Morphologie für unsere Gliederroboter erwägen. Läufer in ausgestreckter Haltung wie Kakerlaken haben sechs Beine, die sich typischerweise in einem stereotypen Muster bewegen, das wir als Modell für eine sechseckige Maschine betrachten werden. Die Vierbeiner der Natur haben ihre eigenen unterschiedlichen Gangmuster, die wir ebenfalls mit verschiedenen vierbeinigen Roboterdesigns abgleichen werden. Schließlich werden wir uns mit zweibeinigen Maschinen befassen und die Gelegenheit nutzen, um menschenähnliche zweibeinige Roboter, die quasi dazu verdammt sind, langsame quasistatische Maschinen zu sein, von einigen weniger tierähnlichen zweibeinigen Robotern zu unterscheiden, die durch die Anwendung bioinspirierter Prinzipien zu schnellen Läufern und Springern werden können. Link zur Bibliographie: https://www.coursera.org/learn/robotics-mobility/resources/pqYOc

Wir führen nun das Konzept der dynamischen Komposition ein und untersuchen zwei Arten: eine Komposition in der Zeit, die wir "sequentiell" nennen, und eine Komposition im Raum, die wir "parallel" nennen Wir werden das letzte Konzept, die parallele Komposition, etwas genauer betrachten und prüfen, was in der Vergangenheit getan wurde und was mathematisch garantiert werden kann, wenn die einfachen Vorlagen aus Woche 2 "parallel" an verschiedenen komplizierteren Morphologien zusammenarbeiten sollen. Der letzte Abschnitt der Lektion dieser Woche führt Sie zu den Horizonten der Forschung über die Mobilität der Beine. Wir geben Beispiele dafür, wie ein und dieselbe Komposition in verschiedenen Körpern verankert werden kann und umgekehrt, wie ein und derselbe Körper mit verschiedenen Kompositionen zum Laufen gebracht werden kann. Zum Abschluss werfen wir einen kurzen Blick auf das, was über Übergangsverhalten wie das Springen bekannt ist. Link zur Bibliographie: https://www.coursera.org/learn/robotics-mobility/resources/pqYOc