机器人经常出现在非常受控的室内环境中，因为与自然环境不同，这里没有需要克服的绊倒危险。然而，为了执行环境监测或搜救等重要任务，机器人必须能够在不被捆绑的情况下穿越树枝和藤蔓。
“当你把机器人带到户外时，与环境互动的整个问题变得成倍地困难，因为你必须在你做的每件事上都更加深思熟虑，”机械工程专业的硕士研究生戴维·奥根(David Ologan)说。“你的系统必须足够强大，能够处理任何不可预见的情况或你可能遇到的障碍。解决这个尚未解决的问题是很有趣的。”
由机械工程副教授亚伦·约翰逊(Aaron Johnson)领导的研究小组使用一个四足机器人来产生一种反应性行走策略。轮式机器人等替代品可能会卡在藤蔓上或对环境造成破坏。
伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校(University of Illinois Urbana-Champaign)的工程学教授、该项目的合作者贾斯汀·严(Justin Yim)说:“现实世界的障碍物可能像岩石一样坚硬，也可能像藤蔓一样柔软，我们希望机器人有防止被这两种障碍物绊倒的策略。”
该研究展示了一个“基于动量的观测器，用于本体感觉关节扭矩估计，适合于对机器人肢体缠绕的接触进行分类。”也就是说，它会监控腿的运动，看看是否有腿卡在什么东西上而不能前进。
奥根说:“有腿的机器人可以选择立足点，跨过东西，而不是开车越过所有东西。”“问题是，每走一步，你都必须考虑自己的立足点。这个系统非常微妙。如果你撞到台阶上，整个机器人就会摔倒，所以我们需要对外部接触做出反应的方法。”
奥根解释说，环境也会影响机器人的效率和性能。
他说:“有腿机器人在户外、基于植被的环境中的潜力很有趣。”“如果你住在城市里，轮式平台可能是更好的选择，因为基础设施已经建好了。在能够做更复杂的动作和高效的动作之间有一个权衡。”
四足机器人在植被中行走的能力可以用于多个领域和应用，奥根说。四足动物现在被用来勘测石油钻井平台，提高它们的能力也有助于救援任务。
该团队对机器人查理的行走模式进行了多次迭代测试。他们发现，让机器人反应性地缩回腿是让它导航和摆脱障碍物的最佳选择。其他的方法，比如高踏和膝盖前倾的方法就没有那么有效了。通过这次测试，研究小组能够预先设定一个简单的腿部反应动作，从任何检测到的缠结中解脱出来。这种帮助机器人自我解脱的技术也可以集成到其他机器人中，而无需修改它们现有的硬件。
“整个反应策略只是多步骤过程的一部分，”奥根说。
这项研究将在2023年IEEE/RSJ智能机器人与系统国际会议(IROS 2023)上发表。引用本文:棘手的缠结:机器人学会导航藤蔓状植被(2023年，10月5日)检索自https://techxplore.com/news/2023-10-tricky-tangles-robots-vine-like-vegetation.html本文档受版权保护。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。内容仅供参考之用。
