Gila Monster
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Author: gzy
tag: Biorobotics Lab CMU 仿生 地面
Fig1. 开发中的Gila Monster蜥蜴型机器人🦎.
Gila Monster是Biorobotics LAB出的一款蜥蜴型机器人🦎。
通过尾巴拖出的工业线缆由控制箱进行给点和通讯。由腰、四肢、头、尾巴组成。
头, 是一个半圆形的3D打印罩子，连接着脖子，脖子有一个pitch的自由度
腰，有3个自由度，前后2个是yaw方向，中间的1个事pitch方向
尾巴，尾巴也有3个自由度，但尾巴不是控制的重点，更多是作为平衡的配重，没有尾巴也是可以的
四肢，机器人一共有4条腿，每条腿有2个自由度。yaw控制腿向前还是向后，pitch控制抬腿或者下踩。
在Gila Monster之前，有一个非常重要的工作是希望在沙地里行走。研究人员在实验室中搭建了模拟沙地的环境，见Fig1。
我们知道沙子并非固态，在受力超过临界值后，沙子形态会从固态变成流态。这篇工作主要是研究如何在沙地中行走能防止沙子坍塌，研究能够让沙子保持固态的行走方式。
目前，Gila Monster还在开发新的平地行走步态。我们知道脊椎动物的行走是按照特定Pattern周期运动的。研究的主要目标是在一个运动周期内，走的越远越好，同时保证机器人身体平稳不摔（4足不太容易摔不过还是会摔的）。
研究的方法是简化模型，将多自由的机器人简化为一个二杆模型，只有二杆的连接处有一个自由度在yaw方向扭动，同时4足简化为只有两个状态的开关，即触地和不触地。触地即足与地面无相对滑动，杆将沿着触地点进行转动。不触地则对当前运动无影响。
得到了简化模型后，接下来就是调参了。通过调整参数的变化轨迹，理论上可以得到一个最优的参数轨迹，由此生成一个最优的步态。有一个非常酷炫的方法，用于指导在二维参数空间中选择参数轨迹。这个方法指出，二维参数空间的参数轨迹是一个封闭曲线，选择的参数轨迹曲线包围的面积就是机器人前进的距离。由此可以证明我们可以选择一个最优参数轨迹来得到最优步态（这部分内容非常理论，不是特别理解，欢迎@guzhaoyuan讨论）。
文章： Geometric Mechanics Applied to Tetrapod Locomotion on Granular Media
