静电执行器为创建软机器人板提供了一种有希望的方法，因为它们的柔性外形，模块化集成和快速响应速度。但是，它们的控制需要千伏信号，并理解由板上和环境效应的力相互作用引起的复杂动力学。在这项工作中，我们演示了一个不受限制的二维五实机压电机器人，该机器人由电池和板载高压电路提供动力，并通过无线链路进行控制。可扩展的制造方法基于彼此之间的键合化层（钢箔底物，执行器，柔性电子设备）。机器人表现出一系列可控运动，包括双向爬行（高达〜0.6 cm/s），转弯和现场旋转（约1度/s）。高速视频和控制实验表明，运动的丰富性是由于机器人中不对称质量分布的相互作用以及动力学对压电驱动频率的相关依赖性。

电驱动的软机器人能够实现小型和灯体，以及环境兼容性，各种运动和安全操作。特别地，静电致动器（例如，压电致动器）快速响应。但是，可扩展的无缝集成和不可阻止操作的方法仍不清楚。此外，软体自然建模，包括环境互动，是一个长期存在的挑战。此外，需要探索更多的机器机制。在本文中，我们设计了模型，建模并展示了一个软机器人，这是第一次开始解决所有这些问题。它具有平面结构的五个执行器的线性阵列，用于集成和自由操作的开门。通过依靠姿势自我调整，设计和验证了一种新的九寸式捕获的爬行运动机制。通过实验开发并验证了包括井解释机器人运动的压电，重力和地面相互作用的第一分析软体模型。我们展示了机器人的前向和向后运动，并探索了有效载荷和驾驶速度的影响：每循环的1.2 mm运动，在移动时可以携带高达200克的有效载荷（16倍体重）。这项工作为复杂的未知环境中的快速响应机器人铺平了道路。

人类无法访问许多空间，机器人可以帮助传感器和设备提供。这些空间中有许多包含三维通道和不均匀的地形，这些通道对机器人设计和控制构成了挑战。通过同时进行的远处和体材料反转移动的环形机器人有望在这些类型的空间中导航。我们提出了一种新型的柔软的环形机器人，该机器人在充满空气的膜内使用电动设备推动自己推动自己。我们的机器人只需要一个控制信号即可移动，可以符合其环境，并且可以垂直爬上电动机扭矩，该电动机与用来支撑机器人对环境的力无关。我们得出并验证了其运动所涉及的力的模型，并演示了机器人导航迷宫和攀登管道的能力。

尽管大多数微型机器人在坚固耐用的地形上都面临困难，但甲虫可以在复杂的底物上平稳行走而不会滑倒或粘在地面上，因为它们的刚度可变可变的塔西（Tarsi）和可在塔西（Tarsi）的尖端上伸展的钩子。在这项研究中，我们发现甲虫会积极弯曲并定期扩大爪子以在网状表面上自由爬行。受甲虫的爬行机制的启发，我们设计了一个8厘米的微型攀岩机器人，以与天然甲虫相同的循环方式打开和弯曲的人造爪。机器人可以在网格表面上以可控步态自由攀爬，陡峭的斜角60 {\ deg}，甚至过渡表面。据我们所知，这是第一个可以同时攀登网格表面和悬崖倾斜的微型机器人。

拍打翅膀是一种生物启发的方法，可在空中机器人中产生升力和推动，从而导致安静有效的运动。该技术的优点是安全性和可操作性，以及与环境，人类和动物的物理互动。但是，为了实现大量应用，这些机器人必须栖息和土地。尽管最近在栖息场上取得了进展，但直到今天，拍打翼车辆或鸟类动物仍无法停止在分支上的飞行。在本文中，我们提出了一种新颖的方法，该方法定义了一个可以可靠和自主将鸟鸟类降落在分支上的过程。该方法描述了拍打飞行控制器的联合操作，近距离校正系统和被动爪附件。飞行由三重俯仰高空控制器和集成的车身电子设备处理，允许以3 m/s的速度栖息。近距离校正系统，具有快速的光学分支传感可补偿着陆时的位置错位。这是通过被动双向爪设计可以补充的，可以锁定和固定2 nm的扭矩，在25毫秒内掌握，并且由于集成的肌腱致动而可以重新打开。栖息的方法补充了四步实验开发过程，该过程为成功的设计优化。我们用700 g的鸟杆验证了这种方法，并演示了在分支上拍打翼机器人的第一次自主栖息飞行，结果用第二个机器人复制。这项工作为在远程任务，观察，操纵和室外飞行中应用翼机器人的应用铺平了道路。

尽管有多样化的环境进展，但蛇机器人仍然远远落后于穿越大障碍物的复杂的3-D地形。这是由于缺乏对如何控制3-D体弯曲以推动地形特征来产生和控制推进的理解。生物学研究表明，总体蛇使用接触力传感来实时调整身体弯曲。然而，由于缺乏对其力传感器官如何工作的基本知识，研究蛇中的这种感觉调制的力量控制是挑战性的。在这里，我们采取了一种robophysics方法来进行进步，从开发一个能够使用接触力感测的3-D体弯曲的蛇机器人来实现，以实现系统的运动实验和力量测量。通过两个开发和测试迭代，我们创建了一个12段机器人，其中36个压电板传感器分布在所有段上，具有符合30 Hz的采样频率的符合壳体。机器人测量接触力，同时使用具有高可重复性的垂直弯曲来横穿大障碍，实现为提供系统实验的平台的目标。最后，考虑到压电传感器的粘弹性行为，我们探讨了基于模型的校准，这将为未来的研究有用。

本文介绍了一种新型的分布式灵巧操纵器：三角洲阵列。每个三角洲阵列都由线性驱动的三角形机器人的网格组成，并具有符合性的3D打印的平行四边形链接。这些阵列可用于执行类似于智能输送机的平面运输任务。但是，三角洲的额外自由度也提供了各种不同的平面操作，以及在三角洲集合之间的预感。因此，三角洲阵列提供了广泛的分布式操作策略。在本文中，我们介绍了三角阵列的设计，包括单个三角洲，模块化阵列结构以及分布式通信和控制。我们还使用拟议的设计构建和评估了8x8阵列。我们的评估表明，由此产生的192 DOF机器人能够对各种对象进行各种协调的分布操作，包括翻译，对齐和预性挤压。

Multi-modal robots expand their operations from one working media to another, land to air for example. The majorities multi-modal robots mainly refer to platforms that operate in two different media. However, for all-terrain tasks, there is seldom research to date in the literature. In this paper, we proposed a triphibian robotic platform aiming at solving the challenges of different propulsion systems and immensely varied working media. In our design, three ducted fans are adopted to unify the propulsion system and provide the robot with driving forces to perform all-terrain operations. A morphable mechanism is designed to enable the transition between different motion modes, and specifically, a cylindrical body is implemented as the rolling mechanism in land mode. Detailed design principles of different mechanisms and the transition between various locomotion modes are analyzed in detail. Finally, a triphibian robot prototype is fabricated and tested in various working media with mono-modal and multi-modal functionalities. Experiments have verified our platform, and the results show promising adaptions for future exploration tasks in different working scenarios.

彼此接触的任何两个物体都会仅仅是由于重力或机械接触而引起的力，例如机器人手臂抓住一个物体，甚至是我们膝关节处的两个骨头之间的接触。自然测量和监视这些接触力的能力允许从仓库管理（基于重量检测错误包装）到机器人技术（使机器人臂的抓地力与人类皮肤一样敏感）和医疗保健（膝关节植入物）的大量应用。设计一个无处不在的力传感器是充满挑战的，该传感器可自然地用于所有这些应用。首先，传感器应足够小，以适合狭窄的空间。接下来，我们不想铺设笨重的电缆来读取传感器的力值。最后，我们需要进行无电池设计以满足体内应用程序。我们开发了WiforCesticker，这是一种无线，无电池，类似贴纸的力传感器，可以在任何表面上都可以无处不在，例如所有仓库包装，机器人手臂和膝关节。 WiforCesticker首先设计一个$ 4 $ 〜mm〜 $ \ $ \ times $〜$〜$ 2 $ 〜mm〜 $ \ $ \ times $〜$〜$〜$ 0.4 $〜毫米电容传感器设计，配备了$ 10 $〜$〜$〜$〜$〜$〜$〜$ 〜mm〜mm 〜mm 〜mm 〜mm在灵活的PCB基材上设计。其次，它引入了一种新的机制，可以通过将传感器与COTS RFID系统插入传感器，从而无线读取器无线读取器可以通过无线读取器读取力信息。该传感器可以在多个测试环境中检测到$ 0 $ -6 $ 〜n的力量，感应精度为$ <0.5 $ 〜n，并在传感器上使用超过10,000美元的$ 10,000 $变化的力级按下。我们还通过设计传感器展示了两个应用程序案例研究，称量仓库包和骨接头施加的传感力。

意识到高性能软机器人抓手是具有挑战性的，因为软执行器和人造肌肉的固有局限性。尽管现有的软机器人抓手表现出可接受的性能，但他们的设计和制造仍然是一个空旷的问题。本文探索了扭曲的弦乐执行器（TSA），以驱动软机器人抓手。 TSA已被广泛用于众多机器人应用中，但它们包含在软机器人中是有限的。提议的抓手设计灵感来自人类手，四个手指和拇指。通过使用拮抗剂TSA，在手指中实现了可调刚度。手指的弯曲角度，驱动速度，阻塞力输出和刚度调整是实验表征的。抓手能够在Kapandji测试中获得6分，并且还可以达到33个Feix Grasp Grasp分类法中的31个。一项比较研究表明，与其他类似抓手相比，提出的抓手表现出等效或卓越的性能。

后空飞行是一种水生昆虫，能够在水下调节其浮力。它的腹部被血红蛋白细胞覆盖，用于啮合和释放氧气，可逆地。进入水后，飞捕口在其腹部的超疏水毛状结构中的气泡进行呼吸。然而，这种泡沫可以通过来自腹部血红蛋白细胞的调节氧气流动来改变其体积。通过这种方式，它可以达到中性浮力而无需进一步的能量消耗。在这项研究中，我们开发了一种小，厘米的刻度，通过受控成核和释放微泡的自动浮力调节来发展一小厘米。气泡通过电解，直接在板载电极上直接生长，通过低电压调节。我们使用3D打印来引入三维气泡诱捕的蜂窝结构，以创造一个稳定的外部气体储层。为了减少浮力力，气泡通过线性机械振动释放，从机器人的身体分离。通过压力传感和比例整体衍生控制回路机构，机器人自动调节其浮力，以在几秒钟内水下达到中性浮动。这种机制可以促进更换传统和物理上更大的浮力调节系统，如活塞和加压罐，并能够实现自主水下车辆的小型化。

本文介绍了称为OmniWheg的全向转换轮式机器人的设计，分析和性能评估。我们设计了一种新型机制，该机制由可分离的全轴和4杆连杆组成，使机器人可以平稳地在Omni-Wheel和腿部模式之间进行转换。在轮式模式下，机器人可以向各个方向移动并有效地调整车轮的相对位置，同时可以在腿部模式（例如楼梯和台阶）中克服常见的障碍物。与其他研究Whegs的文章不同，使用全向轮子的实施可以在穿越障碍物之前校正右轮和左轮之间的未对准，从而有效提高了成功率并在轮腿转换之前简化了准备过程。我们描述了设计概念，机制和轮腿结构的动态特征。然后，我们在各种情况下评估其性能，包括通过障碍物，不同高度的攀爬步骤以及全向/全向移动。我们的结果证实，该移动平台可以克服常见的室内障碍物，并通过新的可转换轮腿机制在平坦的地面上灵活移动，同时保持高度的稳定性。

Automation in farming processes is a growing field of research in both academia and industries. A considerable amount of work has been put into this field to develop systems robust enough for farming. Terrace farming, in particular, provides a varying set of challenges, including robust stair climbing methods and stable navigation in unstructured terrains. We propose the design of a novel autonomous terrace farming robot, Aarohi, that can effectively climb steep terraces of considerable heights and execute several farming operations. The design optimisation strategy for the overall mechanical structure is elucidated. Further, the embedded and software architecture along with fail-safe strategies are presented for a working prototype. Algorithms for autonomous traversal over the terrace steps using the scissor lift mechanism and performing various farming operations have also been discussed. The adaptability of the design to specific operational requirements and modular farm tools allow Aarohi to be customised for a wide variety of use cases.

虽然工程师在建造昆虫的昆虫规模微空中飞行器（Mavs）时，工程师进行了许多努力，资源和时间，但昆虫本身就是真正的飞行大师。如果我们将生活昆虫作为MAV的平台，那么怎么办？在这里，我们通过昆虫计算机混合机器人的飞行肌肉的电气刺激报告了飞行控制，这是可安装无线背包控制器和活甲虫的界面。甲虫使用间接飞行肌肉来驱动翼缝和三个主要的直接飞行肌肉（Basalar，Sumalar和第三腋（3AX）肌肉）来控制飞行机动的翅膀的运动学。虽然通过刺激基石和3辆肌肉已经实现了转向控制，但亚脚肌的电刺激导致飞行中的制动和高度控制。我们还通过刺激单个亚脚轮肌肉展示大约20度的对侧偏航和滚动。刺激亚级肌肉的肌肉增加20度，并将飞行减速1.5 m / s2，以及诱导2 m / s2的升高。

飞行脊椎动物表现出复杂的Wingbeat运动学。他们的专门的前肢允许机翼变形动作在他们的水平飞行过程中与拍打动作加上，以前的可传单仿生平台已经成功地应用了生物启发的翼形变形，但不能被变形耦合的翼展图案推动。由此促进了这一点，我们开发了一个生物启发型扑翼空中车辆（FWAV），题为Robofalcon，配备了一种新颖的机制来推动蝙蝠式的变形翅膀，表现出变形耦合的翼型模式，并整体管理吸引力航班。 Robofalcon的新机制允许在需要在需要操纵时耦合变形和拍打，并在需要操纵时去耦，产生双侧不对称下划作，提供高轧制敏捷性。蝙蝠式的变形翼设计在腕关节的半径周围的倾斜安装角，以模仿飞行脊椎动物的手腕浸湿效果。通过几种轧制机动飞行测试评估了Robofalcon的敏捷性，与飞行生物和当前拍打翼平台相比，我们展示了其性能良好的敏捷性能力。风洞测试表明，不对称下午的辊矩与拍打频率相关，腕部安装角可用于调谐静止飞行状态的攻击角度和提升 - 推力配置。我们认为，这项工作产生了一个良好的仿生平台，为变形耦合扑拍飞行提供了新的驱动策略。

软机器人技术有可能改变机器人运动，特别是软机器人游泳者提供了一种微创和自适应的解决方案，以探索和保存我们的海洋。不幸的是，当前的软机器人游泳者非常劣于进化的生物游泳者，尤其是在可控性，效率，可操作性和寿命方面。此外，设计软机器人所需的乏味的迭代制造和经验测试阻碍了它们的优化。在这项工作中，我们通过为设计和制造配备静电驱动的软机器人游泳者提供高效且直接的管道来应对这一挑战。我们简化了允许快速增材制造的过程，并显示如何使用可区分的模拟将简化模型与机器人游泳器的真实变形匹配。我们通过改变游泳者的拮抗肌肉的电压和驱动频率来对制造的游泳者进行多个实验。我们展示了在液态油中移动时的电压和频率如何改变游泳者的运动速度，并在前进的游泳速度下观察到明显的最佳选择。我们提出的可区分模拟模型具有各种下游应用，例如游泳者的控制和形状优化；通过我们的SIM到现实匹配，可以将优化结果直接映射回真实机器人。

大多数腿部机器人都是由串行安装链路和执行器的腿部结构构建的，并通过复杂的控制器和传感器反馈来控制。相比之下，动物发展了多段腿，关节之间的机械耦合以及多段的脚。它们在所有地形上运行敏捷，可以说是通过更简单的运动控制。在这里，我们专注于开发抗原在自然地形上也滑落和下沉的脚步机制。我们提出了安装在具有多接头机械肌腱耦合的鸟类灵感机器人腿上的多段脚的首先结果。我们的单段和两段机械自适应的脚显示在开始滑动之前，在多个软和硬质基材上显示了可行的水平力。我们还观察到，与球形和圆柱 - 脚相比，分割的脚减少了软底物上的下沉。我们报告了多段脚如何提供非常适合双皮亚机器人的可行压力点的范围范围，还适用于斜坡和自然地形上的四倍机器人。我们的结果还提供了对诸如级别鸟类等动物的分段脚的功能理解。

虽然在各种应用中广泛使用刚性机器人，但它们在他们可以执行的任务中受到限制，并且在密切的人机交互中可以保持不安全。另一方面，软机器鞋面超越了刚性机器人的能力，例如与工作环境，自由度，自由度，制造成本和与环境安全互动的兼容性。本文研究了纤维增强弹性机壳（释放）作为一种特定类型的软气动致动器的行为，可用于软装饰器。创建动态集参数模型以在各种操作条件下模拟单一免费的运动，并通知控制器的设计。所提出的PID控制器使用旋转角度来控制多项式函数之后的自由到限定的步进输入或轨迹的响应来控制末端执行器的方向。另外，采用有限元分析方法，包括释放的固有非线性材料特性，精确地评估释放的各种参数和配置。该工具还用于确定模块中多个释放的工作空间，这基本上是软机械臂的构建块。

小型机器人提供对更大的空间的访问空间。这种类型的访问在药物递送，环境检测和小型样品的集合之类的应用中至关重要。然而，有一些任务是不可能使用包括组装和制造的一个机器人，以小规模，操纵微型和纳米物体，以及基于机器人的小规模材料的结构。解决此问题的解决方案是使用一组机器人作为系统。因此，我们专注于可以使用一组小规模机器人实现的任务。这些机器人通常由于其尺寸限制而外部驱动。然而，一个人面临使用单个全局输入控制一组机器人的挑战。我们提出了一种控制算法，以在预定义位置定位蜂拥的各个成员。单个控制输入适用于系统，并以相同的方向移动所有机器人。我们还通过使用不同的长度机器人添加另一个控制模态。电磁线圈系统施加外力并转向毫流。这个毫米可以以各种运动模式移动，如枢轴行走和翻滚。我们提出了两个毫无罗罗波茨的新设计。在第一设计中，磁体放置在主体的中心以减小磁吸引力。在第二种设计中，毫米的长度相同，具有两条额外的腿作为枢轴点。这样，我们在设计中变化分离时可以利用枢轴行走模式的变速，同时保持翻滚模式的速度恒定。本文介绍了一种具有不同长度的N毫米的位置控制的一般算法，使它们从给定的初始位置移动到最终所需位置。该方法基于选择完全可控的领导者。仿真和硬件实验验证了这些结果。

提出了一种水下机器人鱼类的生物形态推进系统。该系统基于具有固定在其上的尾鳍的弹性弦的组合。通过两种对称的可移动推力模拟肌肉收缩，尾翼连接到伺服电机。推进系统提供具有可控幅度和频率的振荡尾部运动。尾部振荡导致机器人鱼类实施灌木机车原理的转化运动。使用水生介质中的计算模型模拟虚拟体设计了机器人鱼和尾鳍的形状。在实验条件下构建并测试了机器人鱼装置的原型。分析了鱼类速度对尾部振荡幅度和频率的依赖性。