Recent advancements in Resistive Force Theory (RFT) enable approximation of ground reaction forces for locomotion in sand without the computational expense of modeling interactions with individual grains. However, these tools have been absent in 3D physics engines commonly used for robot simulation. We explore if resistive force approximations are sufficient, when integrated with standard dynamics calculations, to provide a stable substrate for a freely walking robot. To determine this, we implement 3D Granular Resistive Force Theory (3D RFT) in a physics simulation engine, MuJoCo. We verify simulations in multiple scenarios to demonstrate that key trends due to end effector shape, speed, and loading are preserved. Our implementation predicts both walking distance and foot sinkage of a 12-Degree of Freedom hexapod robot within 7\% of experiments in sand. While RFT has inherent approximations, the open source tool described here has potential to help develop new and improved robot designs to traverse granular media substrates.


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《工程》是中国工程院(CAE)于2015年推出的国际开放存取期刊。其目的是提供一个高水平的平台,传播和分享工程研发的前沿进展、当前主要研究成果和关键成果;报告工程科学的进展,讨论工程发展的热点、兴趣领域、挑战和前景,在工程中考虑人与环境的福祉和伦理道德,鼓励具有深远经济和社会意义的工程突破和创新,使之达到国际先进水平,成为新的生产力,从而改变世界,造福人类,创造新的未来。 期刊链接:https://www.sciencedirect.com/journal/engineering
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