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Towards bio-inspired robots for underground and surface exploration in planetary environments: An overview and novel developments inspired in sand-swimmers

机译：在行星环境中为地下和地面勘探的生物启发机器人：概述和新颖的发展在沙滩游泳运动员启发

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摘要

Dessert organisms like sandfish lizards (SLs) bend and generate thrust in granular mediums to scape heat and hunt for prey [1]. Further, SLs seems to have striking capabilities to swim in undulatory form keeping the same wavelength even in terrains with different volumetric densities, hence behaving as rigid bodies. This paper tries to recommend new research directions for planetary robotics, adapting principles of sand swimmers for improving robustness of surface exploration robots. First, we summarize previous efforts on bio-inspired hardware developed for granular terrains and accessing complex geological features. Later, a rigid wheel design has been proposed to imitate SLs locomotion capabilities. In order to derive the force models to predict performance of such bio-inspired mobility system, different approaches as RFT (Resistive Force Theory) and analytical terramechanics are introduced. Even in typical wheeled robots the slip and sinkage increase with time, the new design intends to imitate traversability capabilities of SLs, that seem to keep the same slip while displacing at subsurface levels.
机译：甜点生物如沙鱼蜥蜴（SLS）弯曲并在粒状介质中产生推力，以扫除热量并寻找猎物[1]。此外，SLS似乎具有引人注目的能力，以在带有不同体积密度的地形中保持相同的波长，因此表现为刚体。本文试图为行星机器人推荐新的研究方向，适应沙子游泳者的原则，从而提高表面勘探机器人的稳健性。首先，我们总结了以前关于为粒状地形开发的生物启发硬件和访问复杂地质特征的努力。之后，已经提出了一种刚性的车轮设计来模仿SLS运动能力。为了导出力模型来预测这种生物启发的移动系统的性能，引入了rft（电阻力理论）和分析机械的不同方法。即使在典型的轮式机器人随着时间的推移，新的设计也会随着时间的推移而增加，旨在模仿SLS的纵向性能力，似乎在地下水平处移动时似乎保持相同的滑动。

著录项

  • 期刊名称 Heliyon
  • 作者

    A.J.R. Lopez-Arreguin; S. Montenegro;

  • 作者单位
  • 年(卷),期 2020(6),6
  • 年度 2020
  • 页码 e04148
  • 总页数 9
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种
  • 中图分类
  • 关键词

    机译：航空航天工程;机械工程;生物学;生物力学;生物力学工程;力学;沙鱼;颗粒状;运动;滑移;波长;机动力学;

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