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Tutorial Review of Bio-Inspired Approaches to Robotic Manipulation for Space Debris Salvage

机译：生物启发的太空碎片抢救机器人操作方法教程复习

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摘要

We present a comprehensive tutorial review that explores the application of bio-inspired approaches to robot control systems for grappling and manipulating a wide range of space debris targets. Current robot manipulator control systems exploit limited techniques which can be supplemented by additional bio-inspired methods to provide a robust suite of robot manipulation technologies. In doing so, we review bio-inspired control methods because this will be the key to enabling such capabilities. In particular, force feedback control may be supplemented with predictive forward models and software emulation of viscoelastic preflexive joint behaviour. This models human manipulation capabilities as implemented by the cerebellum and muscles/joints respectively. In effect, we are proposing a three-level control strategy based on biomimetic forward models for predictive estimation, traditional feedback control and biomimetic muscle-like preflexes. We place emphasis on bio-inspired forward modelling suggesting that all roads lead to this solution for robust and adaptive manipulator control. This promises robust and adaptive manipulation for complex tasks in salvaging space debris.
机译：我们提供了全面的教程审查，探讨了生物启发方法在机器人控制系统中的应用，这些系统用于抓取和操纵各种空间碎片目标。当前的机器人操纵器控制系统利用有限的技术，可以通过其他受生物启发的方法加以补充，以提供一套强大的机器人操纵技术。在此过程中，我们将回顾生物启发的控制方法，因为这将是启用此类功能的关键。特别是，力反馈控制可以通过预测性前向模型和粘弹性预屈关节行为的软件仿真来补充。这模拟了分别由小脑和肌肉/关节实现的人类操纵能力。实际上，我们提出了一种基于仿生正演模型的三级控制策略，以进行预测估计，传统的反馈控制和仿生肌肉样的前屈。我们将重点放在受生物启发的正向建模上，这表明所有道路都将导致此解决方案实现鲁棒且自适应的机械手控制。这有望为挽救空间碎片中的复杂任务提供强大而自适应的操作。

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