FAVbot：一种具有频率驱动控制的自主目标跟踪微型机器人

《IEEE Transactions on Circuits and Systems for Artificial Intelligence》：FAVbot: An Autonomous Target Tracking Micro-Robot with Frequency Actuation Control

本文提出紧凑型自主移动微机器人系统FAVbot，集成基于机械共振的单压电执行器驱动机制和CNN计算机视觉，实现3厘米级动态环境自适应导航，为微型神经网路机器人发展提供新方案。

　　

摘要：

在厘米级尺度上实现机器人自主性需要将紧凑且适合微型化的驱动装置与传感技术及神经网络处理单元集成到极小的外形中。近年来，这类系统在医疗保健、制造业和灾后救援等领域取得了显著进展。在这种尺度下的系统设计对传感前端和驱动后端的功耗以及电子组件的重量都提出了严格的要求，以确保系统的稳定运行。在本文中，我们介绍了FAVbot——首个集成了新型驱动机制和基于卷积神经网络（CNN）的计算机视觉技术的自主移动微型机器人系统，所有这些功能都集成在一个仅3厘米长的紧凑外形内。该新型驱动机制利用机械共振现象，通过单个压电执行器实现频率控制的转向。实验结果证明了FAVbot频率控制驱动的有效性，它能够提供多种具有不同运动特性的共振模式。该驱动系统还配备了视觉前端，其中摄像头和微控制器共同支持物体检测，以实现闭环控制和自主目标跟踪，从而使其能够在动态环境中进行自适应导航。这项工作为基于神经网络的微型机器人系统的发展做出了贡献，展示了使用可控多方向单执行器机制制造出的最小型自主机器人。