项目名称：月面足式机器人仿真和策略学习技术研究

【项目性质】对外开放项目

【必要性】由于月面环境的特殊性、足式机器人结构的复杂性，足式机器人在月面移动需要综合考虑非结构化地形几何信息、特殊引力条件下的运动学特性、机器人步态等因素，并且要根据机器人在月面的移动情况，学习足壤交互特性以及落点位置对移动稳定性的影响。在探月四期任务中，我国首次携带六足机器人登陆月球开展月面移动探测，亟需构建足式机器人的月面移动仿真环境并据此开展不同环境下的移动特性反演与策略学习技术研究，改善月面仿真的模型不完备性和不确定性导致的仿真-现实差异性造成的预测控制不准问题，提升足式机器人在月面探测任务场景中移动探测的虚拟仿真控制能力，支撑足式机器人在月面高效安全稳定工作。

【研究目标】针对月面仿真建模不完备、不确定性强导致的仿真-现实差异显著、预测控制性能降低问题，研究月面足式机器人移动仿真和策略学习技术。针对非刚性非一致性的月球等外星表面地形，研究月面地形的表征方法和建模方法，以及月面移动作业的足-壤交互机理，构建足式机器人足端受力模型；通过上述机理的研究，构建参数化、模块化、可反演的足式月球机器人月面仿真系统，用于月面足式机器人的策略学习和场景验证；基于足式月球机器人月面仿真系统，设计月面足式机器人的策略学习框架，提升月面足式机器人的行走效率、灵活性、鲁棒性等综合性能；对所提出的方法框架进行实验验证，为月面足式机器人移动仿真和策略学习提供支撑。

【研究内容】

1. 月面地形与足-壤交互动力学机理研究及建模

2. 足式机器人月面移动参数化仿真环境构建与优化

3. 基于参数化仿真的足式机器人移动策略学习技术研究

4. 足式机器人月面移动策略学习实验验证与评估

【技术指标】

1. 构建的足式机器人移动仿真环境应包含六足机器人、类月面的非结构化地形，能够模拟足与地形的动力学交互过程

2. 能够对足式机器人二步态、三步态和六步态等不同移动模式下的移动特性进行模拟，在地形坡度不小于15°的条件下，机器人能够稳定移动控制，越障高度不小于20cm

3. 能够计算足式机器人移动过程中的能量消耗和对比分析不同移动落点下的能量消耗和稳定性

4. 对数字仿真中的参数化模型进行优化后，移动性能明显提升，给出评估移动性能提升的量化评价方法

【成果形式】

1. 月面足式机器人移动仿真和策略学习算法软件1套

2. 发表论文2篇

3. 申请发明专利1项

【研究周期】2年

联系人：谭永政，电话：133****0660