Bioinspired robots are becoming more and more common and getting inspired by the solutions found in nature to tackle problems is often useful. Regarding the swimming robots Ąeld of research, we can get inspiration from swimming snakes. In the last twenty years several snake-like swimming robots have been conceived as their slender shape can allow more freedom in movements. It also may be less intrusive in an underwater environment. One problem encountered in swimming snake robots is to stabilize it on water surface and to control the head movement. Due to its shape it is very sensitive to rolling motion. A way to counter this is inspired by the swimming of the cottonmouth snake. By rotating its modules the robot can play on the buoyancy effect and gravity to stay stabilized and this would allow to stabilize the gaze of the robot. For that however we need to be able to locate the head, relatively to the water surface to have an absolute position of each module. The goal of this thesis is to conceive a perception module that would be able to reproduce the senses a cottonmouth snake uses to stabilize itself on the water surface. In order to achieve this an Inertial Measurement Unit is used to reproduce the information a snake gets from its inner ear. Distance sensors imitate the snakeŠs vision and provide an estimate of the distance of the head from the water surface. The perception module should be able to follow the movement of the snake robotŠs head relatively to the water surface. One of the challenges is that this module should be operational speciĄcally on water. To test the performances of the conceived perception module a hardware solution is presented in this thesis to simulate the movements of the robotŠs head above a water tank. This structure allows the perception module to do simple movements such as sinusoidal waves along the z axis or the movements the robot head would do when it is slightly disturbed, according to the simulation of that robot. The results show that the perception module has an accuracy similar to biological systems (the senses of the snake) so we believe that it will be usable to control the robotŠs stability. / Bioinspirerade robotar blir allt vanligare och det är ofta bra att låta sig inspireras av lösningar som Ąnns i naturen för att lösa problem. När det gäller forskningsområdet simulerande robotar kan vi inspireras av simulerande ormar. Under de senaste tjugo åren har Ćera ormliknande simrobotar utformats eftersom deras smala form ger större rörelsefrihet. Den kan också vara mindre påträngande i en undervattensmiljö. Ett problem med simmande ormrobotar är att stabilisera dem på vattenytan och att kontrollera huvudets rörelser. På grund av sin form är den mycket känslig för rullande rörelser. Ett sätt att motverka detta är inspirerat av vattenmockasinets simning: ett projekt vid IMT Atlantique-robotlabbet går ut på att arbeta med kroppens form genom att Ćytta robotens olika moduler. Genom att rotera modulerna kan roboten spela på Ćytkraften och gravitationen för att hålla sig stabil, vilket skulle göra det möjligt att stabilisera robotens blick. För detta måste vi dock kunna lokalisera huvudet i förhållande till vattenytan för att få en absolut position för varje modul. Målet med den här avhandlingen är att utforma en perceptionsmodul som skulle kunna återge de sinnen som ett vattenmockasin använder för att stabilisera sig på vattenytan. För att uppnå detta kommer en tröghetsmätningsenhet att användas för att reproducera den information som en orm får från sitt inneröra. Sedan kommer avståndssensorer att läggas till för att efterlikna ormens syn (eftersom vi behöver en uppskattning av huvudets avstånd från vattenytan). Uppfattningsmodulen bör kunna följa ormarobotens huvudets rörelse i förhållande till vattenytan. En av utmaningarna är att denna modul ska fungera speciĄkt på vatten. För att testa den tänkta uppfattningsmodulens prestanda presenteras i denna avhandling en hårdvarulösning för att simulera robothuvudets rörelser ovanför en vattentank. Denna struktur gör det möjligt för perceptionsmodulen att göra enkla rörelser, t.ex. sinusformade vågor längs z-axeln eller de rörelser som robothuvudet skulle göra när det störs en aning, enligt simuleringen av roboten. Resultaten kan analyseras med en biologisk utgångspunkt. Resultaten visar att perceptionsmodulen har en noggrannhet som liknar biologiska system (ormens sinnen) så vi tror att den kommer att kunna användas för att kontrollera robotens stabilitet.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-325153 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Paul, Marie-Jeanne |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2023:31 |
Page generated in 0.0147 seconds