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申请/专利权人：中国科学院深圳先进技术研究院

摘要：本发明提供一种软体机器人仿真方法、装置、电子设备及存储介质，该方法包括：确定第一时刻软体机器人物质点的第一运动学参数；通过插值函数确定物质点的第一运动学参数对应的第一网格动力学参数；基于第一网格动力学参数，通过隐式时间积分方法，确定第二时刻的第二网格动力学参数，第二时刻为第一时刻的下一时刻；通过插值函数确定第二网格动力学参数对应的物质点的第二运动学参数。该方案追踪软体机器人边界可以通过设置少量标记的物质点完成，无需PFEM中通过额外的算法解决不同运算步之间网格边界变化的问题，具有更高的灵活性。

主权项：1.一种软体机器人仿真方法，其特征在于，所述方法包括：确定第一时刻所述软体机器人物质点的第一运动学参数；通过插值函数确定所述物质点的第一运动学参数对应的第一网格动力学参数；基于所述第一网格动力学参数且满足施加于网格的边界条件，通过隐式时间积分方法，确定第二时刻的第二网格动力学参数，所述第二时刻为所述第一时刻的下一时刻；通过插值函数确定所述第二网格动力学参数对应的所述物质点的第二运动学参数；其中，所述边界条件包括驱动软体机器人的驱动源的施加压力，所述施加压力确定步骤包括：标记所述软体机器人处于初始受压表面的物质点，获取包含质点自身在内的b个邻域物质点组成的邻域并构造邻接线；在每次更新时，通过邻接线计算某个物质点的b＋1个点组成的邻域的面积、法向量，以确定该物质点所受施加压力的大小，步骤包括：第一步：对应第m个被标记出的物质点，找出其b个邻域物质点，下标p表示物质点；第二步：将第一步中b+1个物质点的坐标作为列向量，排列为3×b+1的矩阵，求该矩阵的每一行的平均值组成列向量h，将的每一行减去列向量h，完成零均值化，得到矩阵；第三步，计算，其中T表示矩阵的转置，得到3×3的方阵L，对该方阵做SVD分解，得到3个特征值与3个对应的特征向量；取最小的特征值向量所对应的特征向量作为该物质点上所受施加力所在的直线，并对其作归一化得到单位向量，表示向量的模；第四步，记表示如下操作：将的坐标按照的方向移动1个单位的距离，取该移动后坐标最近的网格的质量；完成两次这样的操作，，若，则该物质点上所受施加压力的方向为V，若，则该物质点上所受施加压力的方向为-V；第五步，将其余两个特征向量也分别做归一化得到两个正交的单位向量，组成单位正交基，每个向量作为行向量，组成一个2×3的矩阵S，并右乘b+1个物质点的坐标，将三维坐标投影至二维的平面，得到这b+1个物质点在该平面的二维坐标；第六步，求取该b+1个物质点在该平面的外包凸多边形，并计算该凸多边形的表面积，使用该面积乘以此刻驱动源所提供的压强，即得到一个力的大小，该值即物质点上所受由边界条件产生的施加压力的大小；将所述施加压力从物质点转移到网格上参与动力学更新；其中，所述第二网格动力学参数，确定步骤包括：利用基于网格的速度表示的网格的加速度与基于网格上合力表示的网格的加速度相等，得到下述非线性方程组： 采用Broyden形式的拟牛顿法求解上述非线性方程组，将作为初始值进行迭代求解，得到网格的位移，进而得到所有网格的速度，随后通过网格动力学参数转换到物质点的公式将其转移到物质点上；其中，表示位置，表示质量，表示力，表示速度，下标表示网格变量，为预设时间步长，上标表示第时刻，，的上标0表示的初始值，上标int为基于应力表示的内力，上标ext为由边界条件产生的施加压力，上标sum表示合力。

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