很多機器人的研究目標(biāo)很多是模擬人的智能鼓择,所以研究人的控制系統(tǒng)空猜,對于機器人有很大的借鑒意義。人體的神經(jīng)系統(tǒng)由大腦筑舅、小腦、腦干陨舱、脊髓翠拣、神經(jīng)元等共同構(gòu)成,復(fù)雜而又完善游盲。人體神經(jīng)系統(tǒng)包括中樞神經(jīng)系統(tǒng)和周圍神經(jīng)系統(tǒng)误墓。中樞神經(jīng)系統(tǒng)由腦和脊髓組成,是人體神經(jīng)系統(tǒng)的最主體部分益缎。周圍神經(jīng)系統(tǒng)是從腦和脊髓發(fā)出的分布到全身各處的神經(jīng)谜慌。無數(shù)的神經(jīng)元存在于神經(jīng)系統(tǒng)各處,構(gòu)成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)莺奔。
中樞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)負責(zé)運動控制欣范,主要分成三層:
大腦:居于最高層,負責(zé)運動的總體策劃令哟,各種任務(wù)的下達熙卡。
小腦:居于中間層,負責(zé)運動的協(xié)調(diào)組織和實施。人體平衡由小腦控制选曼。
腦干和脊髓:屬于最低層底靴,負責(zé)運動的執(zhí)行,具體控制肌肉的骨骼的運動失傍,由腦干和脊髓完成贝崎。
三層對運動的調(diào)控作用不同,由高到低民沈,低層接收高層的下行控制指令并具體實現(xiàn)还凸。大腦可直接也可間接的通過腦干控制脊髓運動神經(jīng)。
如果把機器人與人進行類比浸速,機械臂控制器就類似于人的脊髓童盏,負責(zé)控制電機(肌肉)和機械機構(gòu)(骨骼)的具體運動,多足機器人的運動控制器就灸,就類似于人的小腦呛疫,負責(zé)控制平衡和協(xié)調(diào)。而機器人的操作系統(tǒng)層泡嘴,則類似于人的大腦甫恩,感知和認知世界,并下達各種復(fù)雜的運動目標(biāo)酌予。
基于以上類比磺箕,參照目前的各類機器人的情況,機器人的運動控制大概可以分成4種任務(wù):
脊髓控制——機械臂運動的基礎(chǔ)控制抛虫。工業(yè)機器人松靡,各類機械臂,無人機的底層運動控制等面臨的主要是這類問題建椰。
小腦控制——多足機器人的平衡和運動協(xié)調(diào)控制雕欺。這塊目前是機器人控制仍未突破的難點,目前做的最好的顯然是波士頓動力广凸。
大腦控制——環(huán)境的感知阅茶。主要是掃地機器人、無人機等底層運動控制已經(jīng)封裝好的機器人的導(dǎo)航和路徑規(guī)劃谅海。需要通過環(huán)境感知脸哀,對自身和目標(biāo)進行定位、導(dǎo)航和運動規(guī)劃扭吁。
大腦控制——環(huán)境的認知和交互摧垄,也就是機器人具體執(zhí)行交互任務(wù),如控制機械臂抓取物體袱黎,執(zhí)行操作等匕蚁。這是服務(wù)機器人需要突破的重要問題。
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