Точка нулевого момента — это точка опорной области, относительно которой горизонтальная составляющая момента активных сил, сил инерции и реакций опоры обращается в нуль.
Понятие точки нулевого момента было представлена сообществу специалистов по ходьбе в январе 1968 года Миомиром Вукобратовичем и Давором Юричичем на Третьем Всесоюзном съезде по теоретической и прикладной механике в МосквеMiomir Vukobratović, Davor Juričić, Contribution to the Synthesis of Biped Gait, IFAC Proceedings Volumes, Volume 2, Issue 4, Pages 469–478, 1968. .. Сам термин "точка нулевого момента", был введённый в обиход в работах, появившихся в период с 1970 по 1972 год, широко и успешно используется при проектировании робототехнических систем.
Точка нулевого момента — важное понятие, используемое при планировании движения двуногих роботов. Поскольку у таких во время движения имеются не более чем два контакта с опорной поверхностью в зависимости от типа движения (ходьба, бег или прыжки), то их движение должно быть спланировано с учетом динамической устойчивости всего тела. Трудности решения этой задачи зачастую связаны с тем, что верхняя часть тела робота (корпус) обладает большей массой и инерцией, чем ноги, предназначенные для поддержки и перемещения робота. Эту задачу можно сравнить с задачей стабилизации положения равновесия перевёрнутого маятника.
Траектория движения шагающего робота планируется с использованием уравнения углового момента так, чтобы гарантировать динамическую устойчивость робота, которая зачастую определяется количественно расстоянием от точки нулевого момента до границы заранее определяемой опорной области.
Робототехника и механика:
В задачах балансировки роботов ЦМТ определяет оптимальную точку приложения сил для стабилизации. При проектировании космических аппаратов расчёт ЦМТ позволяет минимизировать затраты топлива на ориентацию. Квантовая механика:
Для многочастичных систем ЦМТ соответствует состоянию с минимальными флуктуациями момента. Биомеханика:
В исследованиях движения животных ЦМТ помогает анализировать энергоэффективность локомоции.
Исторический контекст:
Концепция была впервые математически формализована Л.Эйлером в работе "Теория движения твёрдых тел" (1765), хотя практическое применение получила лишь в XX веке с развитием:
Теории управления (1960-е) Компьютерного моделирования (1980-е) Нанотехнологий (2000-е)
Примечания
Ссылки Forces Acting on a Biped Robot, Center of Pressure—Zero Moment Point. Philippe Sardain and Guy Bessonnet. IEEE Trans. Systems, Man, and Cybernetics—Part A. Vol. 34, No. 5, pp. 630–637, 2004. (alt1, alt2) Miomir Vukobratovic and Borovac, Branislav. Zero-moment point—Thirty five years of its life. International Journal of Humanoid Robotics, Vol. 1, No. 1, pp. 157–173, 2004. Goswami, Ambarish. Postural Stability of Biped Robots and the Foot-Rotation Indicator (FRI) Point. The International Journal of Robotics Research, Vol. 18, No. 6, 523–533 (1999).
Категория:Робототехника Категория:Робототехники