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A review of gait optimization based on evolutionary computation
Gait generation is very important as it directly affects the quality of locomotion of legged robots. As this is an optimization problem with constraints, it readily lends itself to Evolutionary Computation methods and solutions. This paper reviews the techniques used in evolution-based gait optimization, including why Evolutionary Computation techniques should be used, how fitness functions should be composed, and the selection of genetic operators and control parameters. This paper also addresses further possible improvements in the efficiency and quality of evolutionary gait optimization, some problems that have not yet been resolved and the perspectives for related future research
Optimização dos parâmetros de um robô hexápode através de algoritmos genéticos
Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de ComputadoresOs robôs com pernas apresentam vantagens significativas quando comparados com os
veículos tradicionais que apresentam rodas e lagartas. A sua maior vantagem é o facto de
permitirem a locomoção em terrenos inacessíveis a outro tipo de veículos uma vez que
não necessitam de uma superfície de suporte contínua. No entanto, no estado de
desenvolvimento em que se encontram, existem vários aspectos que têm que ser
necessariamente melhorados e optimizados.
Tendo esta ideia em mente, têm sido propostas e adoptadas diferentes estratégias de
optimização a estes sistemas, quer durante a fase de projecto e construção, quer durante
a sua operação. Entre os critérios de optimização seguidos por diferentes autores podem-
-se incluir aspectos relacionados com a eficiência energética, estabilidade, velocidade,
conforto, mobilidade e impacto ambiental. As estratégias evolutivas são uma forma de
“imitar a natureza” replicando o processo que a natureza concebeu para a geração e
evolução das espécies.
O objectivo deste trabalho passa por desenvolver um algoritmo genético, sobre uma
aplicação de simulação de robôs com pernas já existente e desenvolvida em linguagem C,
que permita optimizar diferentes parâmetros do modelo do robô e do seu padrão de
locomoção para diferentes velocidades de locomoção.Legged robots have significant advantages when compared with traditional vehicles using
wheels and tracks. Their biggest advantage is that they allow the locomotion on terrains
inaccessible to other type of vehicles because they don’t need a continuous support
surface. However, in their actual stage of development, there are several aspects that
must necessarily be improved and optimized.
With these ideas in mind, different strategies have been proposed and adopted for the
optimization of these systems, either during their design phase and construction, or
during their operation. Among the different optimization criteria followed by different
authors, it is possible to find issues related to energy efficiency, stability, speed, comfort,
mobility and environmental impact. Evolutionary strategies are a way to "imitate nature"
replicating the process that nature designed for the generation and evolution of species.
The objective of this project is the development of a genetic algorithm, running over a
simulation application of legged robots, already developed in C, which allows the
optimization of various parameters of the robot model and of its gaits for different
locomotion speeds