[Bio-inspired][Designing] 걷기, 점핑 등이 가능한 새 모방 로봇 다리, Fast ground-to-air transition with avian-inspired multifunctional legs
*이 논문은 open access 저널에 올라온 것이 아니라 저작권 문제가 있을 수 있어서 Eq.와 Fig.들은 모두 블러 처리해서 업로드했습니다. 원문을 참고하시면 세부적인 내용을 확인하실 수 있습니다.
*This paper has not been published in an open-access journal, so copyright issues may exist. The upload blurs all equations and figures. For detailed content, refer to the paper.
Articles/References:
https://www.nature.com/articles/s41586-024-08228-9
https://actu.epfl.ch/news/bird-inspired-drone-can-jump-for-take-off/
Bird-inspired drone can jump for take-off
EPFL researchers have built a drone that can walk, hop, and jump into flight with the aid of birdlike legs, greatly expanding the range of potential environments accessible to unmanned aerial vehicles.
actu.epfl.ch
https://www.irobotnews.com/news/articleView.html?idxno=36919
스위스 EPFL, 조류 걸음걸이 모방한 비행 로봇 '레이븐' 개발 - 로봇신문사
스위스 로잔연방공대(EPFL) 연구팀이 조류에서 영감을 얻어 새처럼 걷기, 뛰기, 점프 후 날아오르기 등 동작을 수행할 수 있는 비행 로봇 ‘레...
www.irobotnews.com
https://www.youtube.com/watch?v=-8DJ1a3sLIc
Note:
How is the Froude number used in the Robotics field, especially for robot locomotion?
유체역학에서 주로 쓰이는 프루드 수(The Froude number, Fr)가 로봇 보행 분야에서는 어떻게 쓰이는 거지??
●프루드 수(Fr)는 기본적으로 관성력(Inertial force)와 중력(Gravity)의 비를 나타내는 무차원 수이다. $Fr=\frac{\text{inertial force}}{\text{gravity}}$
●지면에서 보행하는 legged robot의 경우 일반적으로 inverted pendulum 형태로 모델링을 한다. [로봇이 다리를 딛고 보행하는 한 순간]을 [inverted pendulum 끝의 질량이 로봇의 보행 속도로 원운동을 하는 경우]로 본다면 관성력은 원운동에서 발생하는 원심력※(Centrifugal force)이 된다.
※내가 참고한 Froude number Wiki의 경우 구심력 centripetal force이라고 썼는데, 내가 프루드 수의 정의, 원심력/구심력을 제대로 이해했다면 구심력이 아니라 원심력 centrifugal force로 쓰는 게 맞는 거 같다. 물론 그 크기는 같기에 프루드 수의 값이 달라지지는 않는다.
●$Fr=\frac{\text{inertial force}}{\text{gravity}}=\frac{\frac{mv_{f}^{2}}{l}}{mg}=\frac{v_{f}^{2}}{gl}$
●로봇이나 동물의 locomotion 분석에서 프루드 수는 걸음걸이(Gait)의 분석, 서로 다른 동물의 움직임 비교 등에 사용된다.
●프루드 수가 비슷한 두 로봇(동물)은 유사한 역학적으로 유사한 걸음걸이를 갖는다고 할 수 있다.
●프루드 수가 비교적 큰 로봇(동물)은 그 크기를 고려했을 때 뛰는 동작(*걷는 동작이 아니라)을 하고 있다고 할 수 있다. 왜냐하면 같은 속도를 낸다고 했을 때 더 짧은 다리로 같은 속도를 만들고 있기 때문이다. (100% 제대로 이해했는지는 모르겠다.) (보통 걷기와 달리기를 나누는 기준을 1로 두는 것 같다.)
●프루드 수가 클수록 빠른 속도로 이동하는 것이지만 그만큼 안정성(stability)이 낮을 가능성이 높다. (불확실함)
https://en.wikipedia.org/wiki/Froude_number#cite_note-FOOTNOTEAlexander1984-15
Froude number - Wikipedia
From Wikipedia, the free encyclopedia Dimensionless number; ratio of a fluid's flow inertia to the external field In continuum mechanics, the Froude number (Fr, after William Froude, [1]) is a dimensionless number defined as the ratio of the flow inertia t
en.wikipedia.org
아래는 ChatGPT에게 Froude number와 관련해서 질문한 스크립트입니다.
https://chatgpt.com/share/676f9983-0f18-8011-87e0-22c3dd9fa00f
ChatGPT - Froude Number in Locomotion
Shared via ChatGPT
chatgpt.com
Can you compare the Froude number to the Cost of Transportation(CoT)?
프루드 수(Fr)와 CoT(Cost of transport)를 비교하면?
●프루드 수 Fr은 다른 두 로봇의 걸음걸이, 거동의 역학적 특성(dynamic behaviors)을 비교하기 위한 것이고, CoT는 다른 두 로봇의 이동방식에 대한 에너지 효율성을 비교하기 위한 것이다.
●예를 들어, 같은 속도로 보행하는, 다리 길이가 다른 두 로봇이 있을 때, 프루드 수가 큰 쪽은 그 크기를 고려했을 때 뛰는 것에 가까운 보행을 하고 있다고 말할 수 있다. 한편 CoT가 높은 쪽은 같은 속도를 만드는 데 더 큰 에너지가 필요한, 즉 에너지 효율성이 낮다고 할 수 있다.
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정확한 정보 전달보단 공부 겸 기록에 초점을 둔 글입니다.
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