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41.
This paper presents the development of the planar bipedal robot ERNIE as well as numerical and experimental studies of the
influence of parallel knee joint compliance on the energetic efficiency of walking in ERNIE. ERNIE has 5 links—a torso, two
femurs and two tibias—and is configured to walk on a treadmill so that it can walk indefinitely in a confined space. Springs
can be attached across the knee joints in parallel with the knee actuators. The hybrid zero dynamics framework serves as the
basis for control of ERNIE’s walking. In the investigation of the effects of compliance on the energetic efficiency of walking,
four cases were studied: one without springs and three with springs of different stiffnesses and preloads. It was found that
for low-speed walking, the addition of soft springs may be used to increase energetic efficiency, while stiffer springs decrease
the energetic efficiency. For high-speed walking, the addition of either soft or stiff springs increases the energetic efficiency
of walking, while stiffer springs improve the energetic efficiency more than do softer springs.
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