Adaptive Force Controller for Contact-Rich Robotic Systems using an Unscented Kalman Filter

要約

多点接触システムでは、ロボットとその環境との間の安定した安全な相互作用を実現するには、正確な力制御が不可欠です。
したがって、これらのシステムに適用できる自動調整を備えたアドミッタンス コントローラーを実証します。
コントローラーの目的は、回転摩擦による追加トルクを考慮しながら、各接触点のターゲット レンチ プロファイルを追跡することです。
当社のアドミッタンス コントローラーは、ユーザーが指定したトレーニング目標に従いながらコントローラーのゲインを調整する自動調整方法を使用することで、オンライン操作中に適応します。
これらの目的には、レンチのプロファイルをできるだけ厳密に追跡すること、制御出力が滑りを最小限に抑える力の制限内にあることを保証すること、運動学的特異性を誘発する構成を回避することなど、コントローラーの安定性を促進することが含まれます。
多肢クライミング ロボットを使用して、操作タスクと移動タスクの両方に対するハードウェア上のコントローラーの堅牢性を実証します。

要約(オリジナル)

In multi-point contact systems, precise force control is crucial for achieving stable and safe interactions between robots and their environment. Thus, we demonstrate an admittance controller with auto-tuning that can be applied for these systems. The controller’s objective is to track the target wrench profiles of each contact point while considering the additional torque due to rotational friction. Our admittance controller is adaptive during online operation by using an auto-tuning method that tunes the gains of the controller while following user-specified training objectives. These objectives include facilitating controller stability, such as tracking the wrench profiles as closely as possible, ensuring control outputs are within force limits that minimize slippage, and avoiding configurations that induce kinematic singularity. We demonstrate the robustness of our controller on hardware for both manipulation and locomotion tasks using a multi-limbed climbing robot.

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