Development of Multi-Fingered Universal Robot Hand with Torque Limiter Mechanism
Posted inHumanoid Application and Research

Development of Multi-Fingered Universal Robot Hand with Torque Limiter Mechanism

Today,  various industrial robots  are developed and  used  all over the world. However, these industrial robots  are specialized in particular operations. In fact, one industrial robot  is not able  to be designed for operating various tasks.  One  of the  causes  is that  general-purpose and  multifunctional robot  hands substituted human manual-handling task  are not  brought to realization. If these  robot  hands like human hands are consummated, the applicable field of industrial robots  is extended, and  the utilization efficiency is improved very much. A human hand has  mechanical handling function such  as grab,  grip,  pinch,  push and  pull. In addition, it can  sense  the  feeling  such  as configuration, hard, flexible,  smoothness and asperity. In other  words, a human hand is a multifunctional and  a universal end  effector. Many  research works  on robot  hand have been studied all over the world in order to imitate…
Rob’s Robot: Current and Future Challenges for Humanoid Robots
Posted inHumanoid Application and Research

Rob’s Robot: Current and Future Challenges for Humanoid Robots

The purpose of this  chapter is both  to review  the  current state  of the  art  in robotics  and  to identify some  of the challenges that  the field  has yet to face.  This is done  and  illustrated by following an imaginary roboticist, Rob, who  is currently designing a new  humanoid robot from  scratch.   Rob’s ultimate vision  is that  this  robot  will be humanoid in the  sense  that  it possesses the abilities of a human being.  Therefore, his initial aim is to identify relevant work as well as areas in which  innovations are still needed. Research  in robotics  has  come  a long  way  in the  last  few  decades, whether one  considers humanoids specifically or just …
CPG Implementations for Robot Locomotion: Analysis and Design
Posted inRobotic System Application Control and Progress

CPG Implementations for Robot Locomotion: Analysis and Design

The ability to efficiently move in a complex environment is a key property of animals.  It is central to their survival, i.e.  to avoid predators, to look for food, and to find mates for reproduction (Ijspeert, 2008). Nature has found different solutions for the problem of legged locomotion. For example, the vertebrate animals have a spinal column and one or two pairs of limbs that are used for walking.  Arthropoda animals are characterized by a segmented body  that  is  covered  by  a  jointed  external  skeleton  (exoskeleton),  with  paired  jointed limbs on each segment and they can have a high number of limbs  (Carbone & Ceccarelli,2005).  The biological mechanisms underlaying locomotion have therefore been extensively studied by neurobiologists, and in recent years there has been an increase in the use of computer simulations for testing and investigating models of locomotor circuits based on neurobiological observations   (Ijspeert, 2001).   However, the mechanisms generating the complex motion patterns performed by animals are still not well understood (Manoonpong,2007). Animal locomotion, for instance, requires multi-dimensional coordinated rhythmic patterns that need to be correctly tuned so as to satisfy multiple constraints: the capacity to generate forward motion, with low energy, without falling over, while adapting to possibly complex terrain (uneven ground, obstacles), and while allowing the modulation of speed and direction (Ijspeert & Crespi, 2007). In vertebrate animals, an essential building block of the locomotion controller is the Central Pattern Generator (CPG) located in the spinal cord.  The CPG is a neural circuit capable of producing coordinated patterns of rhythmic activity in open loop, i.e.   without any rhythmic inputs from sensory feedback or from higher control centers (Delcomyn, 1980; Grillner, 1985).   Interestingly, very simple input signals are sufficient to modulate the produced patterns.  Furthermore, CPG can adapt to various environments by changing the periodic rhythmic patterns. For instance, the cats and horses are able to change their locomotor patterns depending on the situation. This relevance of locomotion both for biology and for robotics has led to multiple interesting interactions between the two fields. The interactions have mainly been in…