Animals' body morphology shapes the gait patterns they can perform, where mechanical resonance reduces the need for active control. By tuning posture and muscle stiffness, they leverage their embodied intelligence to achieve effective gaits for different speeds. In contrast, most quadruped robots are not specifically designed to exploit mechanical resonance due to the complexity of nonlinear dynamics and require dedicated locomotion controllers. To provide an alternative, we present a proof of concept framework making the nonlinear dynamics of a robot predictable in the design process and show how this knowledge can be leveraged such that multi-gait locomotion can emerge from nonlinear resonances, shaped by gravity, inertia, and elasticity. We present the highly compliant quadruped robot eBert, on which we identify six nonlinear normal modes (NNMs) using our new theoretical tools and validate their existence in simulation and hardware. With black-box optimization to determine step length, simulations show how each NNM naturally develops into a distinct gait, manifesting different speeds, which also largely transfers to the robotic hardware. Our experiments show that eBert can exploit its mechanics to generate task-specific movements which may serve as foundation for designing a new generation of agile and efficient robots leveraging embodied intelligence.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

设计是对现有状的一种重新认识和打破重组的过程,设计让一切变得更美。
Nature:大脑中的多时间尺度强化学习
专知会员服务
19+阅读 · 2025年6月8日
【知识图谱@ACL2020】Knowledge Graphs in Natural Language Processing
专知会员服务
66+阅读 · 2020年7月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
人体骨骼关键点检测综述
极市平台
22+阅读 · 2018年6月29日
【AAAI专题】论文分享:以生物可塑性为核心的类脑脉冲神经网络
中国科学院自动化研究所
15+阅读 · 2018年1月23日
论文浅尝 | Improved Neural Relation Detection for KBQA
开放知识图谱
13+阅读 · 2018年1月21日
MoCoGAN 分解运动和内容的视频生成
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月21日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
分层反无人机系统发展新趋势
专知会员服务
7+阅读 · 9月3日
何为协作武器?
专知会员服务
10+阅读 · 9月1日
《理解认知战:超越信息》
专知会员服务
14+阅读 · 9月1日
美国战争部在GenAI.mil上推出OpenAI的ChatGPT Mil
专知会员服务
9+阅读 · 8月31日
人工智能赋能军事维护:重新定义国防战备
专知会员服务
5+阅读 · 8月31日
《美陆军野战手册(2026年):特种部队》
专知会员服务
9+阅读 · 8月31日
相关VIP内容
Nature:大脑中的多时间尺度强化学习
专知会员服务
19+阅读 · 2025年6月8日
【知识图谱@ACL2020】Knowledge Graphs in Natural Language Processing
专知会员服务
66+阅读 · 2020年7月12日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
人体骨骼关键点检测综述
极市平台
22+阅读 · 2018年6月29日
【AAAI专题】论文分享:以生物可塑性为核心的类脑脉冲神经网络
中国科学院自动化研究所
15+阅读 · 2018年1月23日
论文浅尝 | Improved Neural Relation Detection for KBQA
开放知识图谱
13+阅读 · 2018年1月21日
MoCoGAN 分解运动和内容的视频生成
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月21日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员