Robotikte "soft robotics" alanı esnek, uyum sağlayabilen ve biyolojik sistemlere daha yakın yapılar geliştiriyor. Bu robotlar geleneksel sert malzemeler yerine silikon, kauçuk veya hidrojel gibi malzemelerle üretiliyor. Özellikle tıpta minimal invaziv cerrahide, arama kurtarmada dar alanlarda ve insanlarla fiziksel etkileşim gerektiren işlerde devrim yaratma potansiyeli taşıyor. Örneğin, yumuşak bir robotik kol, hassas nesneleri kırmadan kavrayabilir veya vücut içinde dolaşarak hedefe ulaşabilir. Bu alandaki en büyük zorluk, sensör entegrasyonu ve enerji aktarımını çözmek.

Robotikte dinamik denge için kullanılan pasif yürüme prensibi, robotların minimum enerji ile yokuş aşağı yürümesini sağlar. Bu doğal sarkaç hareketinden esinlenen sistem, motor gücüne gerek kalmadan yerçekimi ve ataletle çalışır. Basit bir fiziksel yapı, eklem sönümleme ve dikkatli kütle dağılımı ile gerçekleştirilebilir. Bu prensip, enerji verimliliği gerektiren uzun mesafe robotik uygulamalarında potansiyel barındırır.

Robotikte dinamik denge için kullanılan passivity-based control (PBC) yöntemi, enerji temelli bir yaklaşımla sistemin kararlılığını doğal olarak sağlar. Bu yöntem, robotun enerji dağılımını modelleyerek kontrolör tasarlar ve özellikle insansı robotlar veya tek ayaklı yürüyen makineler gibi kararsız sistemlerde etkilidir. PBC, geleneksel PID kontrolörlerden farklı olarak sistemin fiziksel enerji özelliklerini koruyarak aşırı salınım veya titreşim oluşmasını engeller. Bu teknik, karmaşık dinamik hesaplamaları basitleştirebilir ve gerçek zamanlı uygulamalarda daha az işlem gücü gerektirir.

Robotikte "compliant motion" kavramı, robotun çevreyle fiziksel temas halinde hassas hareket etmesini sağlar. Bu, geleneksel sert ve kesin hareketlerin aksine, yay veya esnek elemanlar kullanarak veya yazılımsal olarak kuvvet/tork sensörleriyle geri besleme yaparak elde edilir. Özellikle montaj, parça yerleştirme veya kırılgan nesnelerle çalışmada kritiktir. Pasif uyumluluk (mekanik yapıyla) ve aktif uyumluluk (sensör ve kontrolörle) olarak ikiye ayrılır. Bu yaklaşım, robotların beklenmeyen engeller veya hizalama sorunları karşısında hatayı tolere etmesine olanak tanır, böylece karmaşık dış ortamlarda daha güvenli ve esnek çalışabilirler.

Robotikte "soft robotics" alanı esnek ve uyum sağlayabilen robotlar geliştirir. Bu robotlar geleneksel sert malzemeler yerine silikon, kauçuk veya dokuma yapılar kullanır. Özellikle insanlarla fiziksel etkileşim gerektiren uygulamalarda ve dar, düzensiz alanlarda daha güvenli ve verimli çalışabilirler. Örneğin, minimal invaziv cerrahide veya hassas nesnelerin kavranmasında kullanımları giderek yaygınlaşıyor.

Robotikte dinamik denge için kullanılan passivity-based control (pasiflik tabanlı kontrol) yöntemi, enerji temelli bir yaklaşımdır. Sistemin enerji üretmediği, sadece depolayıp harcadığı varsayılır. Kontrolcü, sisteme enjekte edilen enerjiyi sınırlayarak doğal kararlılık sağlar. Bu yöntem özellikle insansı robotlar veya dört ayaklı robotlar gibi karmaşık dinamiklere sahip sistemlerde, ani etkileşimlerde ve model belirsizliklerinde gürbüzdür. Temel fikir, robotun dinamik denklemlerini enerji açısından yeniden yorumlayarak, kontrol sinyalini sistemin pasif kalmasını garanti edecek şekilde tasarlamaktır. Bu, geleneksel PID veya durum uzayı kontrolünden farklı olarak, sistemin fiziksel davranışını doğrudan kontrol yasasına entegre eder.

Robotikte "soft robotics" alanı esnek ve uyum sağlayabilen robotlar geliştirir. Bu robotlar geleneksel sert yapılar yerine silikon, kauçuk veya dokuma malzemeler kullanır. Özellikle tıpta minimal invaziv cerrahide, insanlarla fiziksel etkileşim gerektiren hizmet robotlarında ve düzensiz ortamlarda daha güvenli ve verimli çalışabilirler. Hidrolik veya pnömatik sistemlerle hareket edebilir, sensörlerle çevreyi hissedebilirler.

Robotikte dinamik denge için kullanılan jiroskoplar, aslında hareketi ölçmez; açısal momentumun korunumu ilkesiyle yönelim değişimine direnç gösterirler. Bu direnç, sensörler tarafından tork olarak algılanır ve bu veri işlenerek dengenin korunması sağlanır. Bu nedenle, düşen bir robotun kendini düzeltmesi, fiziksel bir sürtünme noktasının ölçülmesinden ziyade, açısal hızdaki değişimin anlık olarak hesaplanıp aktüatörlere iletilmesiyle mümkün olur.

Robotikte "compliant motion" kavramı, robotun çevreyle fiziksel temas halinde hassas hareket etmesini sağlar. Geleneksel robotlar sert ve kesin hareketler yaparken, bu yaklaşımda robot sensör geri bildirimleriyle (kuvvet/tork) yumuşak uyum sağlar. Örneğin, bir vida sıkma veya kırılgan bir nesneyi yerleştirme işleminde, robot temas edilen yüzeydeki direnci hissedip hareketini anlık ayarlayarak hasarı önler. Bu teknik, endüstriyel montaj hatlarında ve insan-robot işbirliği gerektiren senaryolarda kritik öneme sahiptir.

Robotikte dinamik denge için kullanılan passivity-based control (pasiflik tabanlı kontrol) yöntemi, enerji temelli bir yaklaşımdır. Sistemin toplam enerjisini kontrol ederek kararlılık sağlar. Özellikle insansı robotlar veya tek ayaklı yürüyen robotlar gibi doğası gereği kararsız sistemlerde, enerji dissipasyonunu (dağılımını) yönetmek kritiktir. Bu yöntem, geleneksel PID kontrolcülerin zorlandığı yüksek dereceli non-lineer sistemlerde, kontrolcüyü doğrudan robotun fiziksel enerji dinamiklerini kullanarak tasarlamaya olanak tanır. Temel fikir, kontrol edilen sistemin pasif bir sistem gibi davranmasını sağlamaktır, böylece Lyapunov kararlılığı doğal olarak gelir. Pratikte bu, motor torklarını hesaplarken robotun kinetik ve potansiyel enerjisinin zamanla değişimini sürekli izlemek ve kontrol girişini bu enerji akışını yönetecek şekilde ayarlamak anlamına gelir.