An Overview on Principles for EnergyEfficient Robot Locomotion

Kashiri, Navvab und Abate, Andy und Abram, Sabrina J. und Albu-Schäffer, Alin Olimpiu und Clary, Patrick J. und Daley, Monica und Faraji, Salman und Furnemont, Raphael und Garabini, Manolo und Hartmut, Geyer und Grabowski, Alena M. und Hurst, Jonathan und Malzahn, Jorn und Mathijssen, Glenn und Remy, David und Roozing, Wesley und Shahbazi, Mohammad und Simha, Surabhi N. und Song, Jae-Bok und Smit-Anseeuw, Nils und Stramigioli, Stefano und Vanderborght, Bram und Yesilevskiy, Yevgeniy und Tsagarakiss, Nikos (2018) An Overview on Principles for EnergyEfficient Robot Locomotion. Frontiers in Robotics and AI. Frontiers Media S.A. doi: 10.3389/frobt.2018.00129. ISSN 2296-9144.

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Kurzfassung

Despite enhancements in the development of robotic systems, the energy economy of today’s robots lags far behind that of biological systems. This is in particular critical for untethered legged robot locomotion. To elucidate the current stage of energy efficiency in legged robotic systems, this paper provides an overview on recent advancements in development of such platforms. The covered different perspectives include actuation, leg structure, control and locomotion principles. We review various robotic actuators exploiting compliance in series and in parallel with the drive-train to permit energy recycling during locomotion. We discuss the importance of limb segmentation under efficiency aspects and with respect to design, dynamics analysis and control of legged robots. This paper also reviews a number of control approaches allowing for energy efficient locomotion of robots by exploiting the natural dynamics of the system, and by utilizing optimal control approaches targeting locomotion expenditure. To this end, a set of locomotion principles elaborating on models for energetics, dynamics, and of the systems is studied.

elib-URL des Eintrags:

https://elib.dlr.de/123483/

Dokumentart:

Zeitschriftenbeitrag

Titel:

An Overview on Principles for EnergyEfficient Robot Locomotion

Autoren:

Autoren	Institution oder E-Mail-Adresse	Autoren-ORCID-iD	ORCID Put Code
Kashiri, Navvab	Humanoids and Human Centred Mechatronics Lab, Department of Advanced Robotics, Istituto Italiano di Tecnologia, Genova, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Abate, Andy	Dynamic Robotics Laboratory, School of MIME, Oregon State University, Corvallis, OR, United States	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Abram, Sabrina J.	Department of Biomedical Physiology and Kinesiology, Simon Fraser University, Burnaby, BC, Canada	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Albu-Schäffer, Alin Olimpiu	Alin.Albu-Schaeffer (at) dlr.de	https://orcid.org/0000-0001-5343-9074	142115761
Clary, Patrick J.	Dynamic Robotics Laboratory, School of MIME, Oregon State University, Corvallis, OR, United States	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Daley, Monica	Structure and Motion Laboratory, Royal Veterinary College, Hertfordshire, United Kingdom	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Faraji, Salman	Biorobotics Laboratory, Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, Lausanne, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Furnemont, Raphael	Robotics and Multibody Mechanics Research Group, Department of Mechanical Engineering, Vrije Universiteit Brussel and Flanders Make, Brussels, Belgium	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Garabini, Manolo	Centro di Ricerca “Enrico Piaggio”, University of Pisa, Pisa, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Hartmut, Geyer	Robotics Institute, Carnegie Mellon University, Pittsburgh, PA, United States,	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Grabowski, Alena M.	Applied Biomechanics Lab, Department of Integrative Physiology, University of Colorado, Boulder, CO, United States	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Hurst, Jonathan	Dynamic Robotics Laboratory, School of MIME, Oregon State University, Corvallis, OR, United States	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Malzahn, Jorn	Humanoids and Human Centred Mechatronics Lab, Department of Advanced Robotics, Istituto Italiano di Tecnologia, Genova, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Mathijssen, Glenn	Robotics and Multibody Mechanics Research Group, Department of Mechanical Engineering, Vrije Universiteit Brussel and Flanders Make, Brussels, Belgium	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Remy, David	Robotics and Motion Laboratory, Department of Mechanical Engineering, University of Michigan, Ann Arbor, MI, United States	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Roozing, Wesley	Humanoids and Human Centred Mechatronics Lab, Department of Advanced Robotics, Istituto Italiano di Tecnologia, Genova, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Shahbazi, Mohammad	Humanoids and Human Centred Mechatronics Lab, Department of Advanced Robotics, Istituto Italiano di Tecnologia, Genova, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Simha, Surabhi N.	Department of Biomedical Physiology and Kinesiology, Simon Fraser University, Burnaby, BC, Canada	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Song, Jae-Bok	Department of Mechanical Engineering, Korea University, Seoul, South Korea	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Smit-Anseeuw, Nils	Robotics and Motion Laboratory, Department of Mechanical Engineering, University of Michigan, Ann Arbor, MI, United States	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Stramigioli, Stefano	Control Engineering group, University of Twente, Enschede, Netherlands	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Vanderborght, Bram	Robotics and Multibody Mechanics Research Group, Department of Mechanical Engineering, Vrije Universiteit Brussel and Flanders Make, Brussels, Belgium	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Yesilevskiy, Yevgeniy	Robotics and Motion Laboratory, Department of Mechanical Engineering, University of Michigan, Ann Arbor, MI, United States	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Tsagarakiss, Nikos	Humanoids and Human Centred Mechatronics Lab, Department of Advanced Robotics, Istituto Italiano di Tecnologia, Genova, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT

Datum:

11 Dezember 2018

Erschienen in:

Frontiers in Robotics and AI

Referierte Publikation:

Open Access:

Gold Open Access:

In SCOPUS:

In ISI Web of Science:

DOI:

10.3389/frobt.2018.00129

Verlag:

Frontiers Media S.A

ISSN:

2296-9144

Status:

veröffentlicht

Stichwörter:

variable impedance actuators, energy efficiency, energetics, cost of transport, locomotion principles, bioinspired motions

HGF - Forschungsbereich:

Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr

HGF - Programm:

Raumfahrt

HGF - Programmthema:

Technik für Raumfahrtsysteme

DLR - Schwerpunkt:

Raumfahrt

DLR - Forschungsgebiet:

R SY - Technik für Raumfahrtsysteme

DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):

R - On-Orbit Servicing [SY]

Standort:

Oberpfaffenhofen

Institute & Einrichtungen:

Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013)

Hinterlegt von:

Beinhofer, Gabriele

Hinterlegt am:

16 Dez 2018 23:30

Letzte Änderung:

11 Sep 2023 13:22

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