Locomoção dinâmica quadrúpede: uma abordagem bio-inspirada baseada no controle hierárquico

• Autor(a) principal: Paula, Daniel Teixeira de
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNESP
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11449/215501
• topic: Bio-inspiração; Bio-inspiration; Locomoção dinâmica quadrúpede; Controle hierárquico; Dynamic quadruped locomotion; Hierarchical control

A naturalidade encontrada na locomoção com pernas reflete a progressiva evolução, ao longo de milhões de anos, de um sistema especializado para locomoção no ambiente terrestre. As condições impostas para sobrevivência nesse ambiente, como a necessidade por compensação ativa para o efeito da gravidade e as subsequentes alterações morfológicas e comportamentais geradas no processo de seleção natural, integram os principais aspectos que fundamentam as inúmeras sutilezas encontradas na locomoção terrestre. Incorporar aspectos presentes na locomoção com pernas em criações artificiais possibilitaria atribuir maior agilidade à movimentação em ambientes feitos para locomoção humana, expandindo a quantidade de atividades passíveis de serem executadas em comparação com a abordagem tradicional, amplamente difundida, utilizando a locomoção sobre rodas. Este trabalho busca integrar os elementos que fundamentam a locomoção animal, seguindo o viés da bio-inspiração, objetivando desenvolver uma estratégia baseada no controle hierárquico capaz de instituir a locomoção dinâmica estável em um robô quadrúpede. Os sistemas propostos são implementados no ambiente de simulação Matlab/Simulink, sendo realizados ensaios para validação dos princípios de operação dos controladores de níveis hierárquicos distintos, tanto de forma isolada quanto integrada, e avaliação do desempenho em situações mais próximas da realidade. Os resultados evidenciaram o bom desempenho isolado das estratégias propostas, sendo possível identificar os respectivos aspectos que cada uma incorpora para alcançar a locomoção quadrúpede. Quando completo, compondo o controle hierárquico, o sistema apresentou reduzidos índices de performance e elevados esforços induzidos nos atuadores, indicando eventuais limitações do sistema proposto. Por fim, são sugeridos elementos que podem ser levados em consideração para melhorar o desempenho apresentado pelo sistema, bem como viabilizar a sua implementação prática, passível de ser melhor explorada em trabalhos futuros.