Leg coordination in walking robot for space exploration

One of the hottest topic in Robotics is the desire to realize a legged system that reproduces the animal behavior, which is, without doubts, a masterpiece of adaptability to unforseen events. Thanks to their capability to operate on difficult, irregular terrains, legs are suitable locomotion devices for rovers dedicated to space exploration, even though they require complex control systems to obtain a walking pattern. A lot of efforts are spent to increase the versatility and robustness of the control architectures, from the single leg controllers to the coordinators of the leg set. The purpose of this work is to design a leg coordinator for an hexapod robot based on artificial intelligence: it exploits the non-exact (fuzzy) logic, which simulates the brain approximate reasoning processes, to obtain the gait. The peculiarity of the proposed solution is the search for a coordination strategy of legs, whose motion generation is different with respect to what has been done up to now: the implemented single leg controller is based on a model developed in the previous thesis work at Politecnico di Milano.

Uno degli argomenti più caldi nel mondo della robotica è il desiderio di realizzare un sistema a zampe che riproduca il comportamento animale, il quale è, senza dubbio, un capolavoro di adattabilità ad eventi non previsti. Grazie alla loro capacità di operare su terreni difficili e irregolari, le zampe sono dispositivi di locomozione adatti a rover dedicati all'esplorazione spaziale, sebbene richiedano sistemi di controllo complicati per ottenere un pattern di camminata. Molti sforzi vengono spesi per migliorare la versatilità e la robustezza delle architetture di controllo, dai controllori delle singole zampe ai coordinatori del set di zampe. Lo scopo di questo lavoro è di progettare un coordinatore di zampe per un robot esapode basato sull'intelligenza artificiale: questo sfrutta la logica non esatta (fuzzy), che simula i processi del ragionamento approssimato del cervello, per ottenere una camminata (gait). La peculiarità della soluzione proposta è la ricerca di una strategia di coordinazione di zampe, il cui moto è generato diversamente rispetto a quanto è stato fatto finora: il controllore della singola zampa implementato è basato su un modello sviluppato al Politecnico di Milano in un lavoro di tesi precedente.