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Accès ouvert déclaré 2025 article

Toward autonomous event-based sensorimotor control with supervised gait learning and obstacle avoidance for robot navigation

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Rattachement africain : us. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Miniature robots are useful during disaster response and accessing remote or unsafe areas. They need to navigate uneven terrains without supervision and under severe resource constraints such as limited compute, storage and power budget. Event-based sensorimotor control in edge robotics has potential to enable fully autonomous and adaptive robot navigation systems capable of responding to environmental fluctuations by learning new types of motion and real-time decision making to avoid obstacles. This work presents a novel bio-inspired framework with a hierarchical control system to address these limitations, utilizing a tunable multi-layer neural network with a hardware-friendly Central Pattern Generator (CPG) as the core coordinator to govern the precise timing of periodic motion. Autonomous operation is managed by a Dynamic State Machine (DSM) at the top of the hierarchy, providing the necessary adaptability to handle environmental challenges such as obstacles or uneven terrain. The multi-layer neural network uses a nonlinear neuron model which employs mixed feedback at multiple timescales to produce rhythmic patterns of bursting events to control the motors. A comprehensive study of the architecture's building blocks is presented along with a detailed analysis of network equations. Finally, we demonstrate the proposed framework on the Petoi robot, which can autonomously learn walk and crawl gaits using supervised Spike-Time Dependent Plasticity (STDP) learning algorithm, transition between the learned gaits stored as new states, through the DSM for real-time obstacle avoidance. Measured results of the system performance are summarized and compared with other works to highlight our unique contributions.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Toward autonomous event-based sensorimotor control with supervised gait learning and obstacle avoidance for robot navigation
Date Crossref
25/02/2025
Éditeur
Frontiers Media SA
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • University of Pittsburgh pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Swanson School of Engineering Department of Electrical and Computer Engineering (ECE) pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure

University of Pittsburgh et Department of Electrical and Computer Engineering (ECE) — Swanson School of Engineering.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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