Whole-Body Dynamic Telelocomotion: A Step-to-Step Dynamics Approach to Human Walking Reference Generation

要約

遠隔操作の人型ロボットは、危険でアクセスできない環境において人間の物理的なアバターとして大きな可能性を秘めており、これらのロボットを通じて人間の知性と感覚運動スキルを伝達することが主な目的です。
人間とロボットの間の正確な調整は、移動と操作を含む全身の動作を達成するために非常に重要です。
成功するには、人間と人型ロボットの間の動的な同期を達成する必要があります。
この研究は、人間の全身の動的遠隔移動における最近の進歩を強化し、堅牢性の課題に対処します。
二足歩行のハイブリッドで非作動の性質を人間歩行リファレンスと呼ばれる仮想インターフェイスに埋め込むことで、より動的に一貫した歩行の生成を実現します。
さらに、スケーリングされた人間の動きを再現するリアクティブロボットコントローラーを導入し、二足歩行ロボットの全身ダイナミクスでの遠隔移動動作の実現を可能にします。
リアルタイムの遠隔移動シミュレーション実験により、私たちの手法の有効性が検証され、訓練された人間のパイロットがシミュレートされた二足歩行ロボットと動的に同期し、持続的な移動を実現し、0.0 m/s ～ 0.3 m/s の範囲で歩行速度を制御し、最大 2.0 m の距離での後進歩行が可能であることが実証されました。
この研究は、遠隔操作ヒューマノイドロボットの進歩に貢献し、人間と二足歩行ロボットの間の同期移動の将来の開発への道を切り開きます。

要約(オリジナル)

Teleoperated humanoid robots hold significant potential as physical avatars for humans in hazardous and inaccessible environments, with the primary goal of channeling human intelligence and sensorimotor skills through these robotic counterparts. Precise coordination between humans and robots is crucial for accomplishing whole-body behaviors involving locomotion and manipulation. To progress successfully, dynamic synchronization between humans and humanoid robots must be achieved. This work enhances recent advancements in human whole-body dynamic telelocomotion, addressing challenges in robustness. By embedding the hybrid and underactuated nature of bipedal walking into a virtual interface, termed a human walking reference, we achieve more dynamically consistent walking gait generation. Additionally, we introduce a reactive robot controller that reproduces scaled human motion, allowing the realization of telelocomotion behaviors on the full-body dynamics of a bipedal robot. Real-time telelocomotion simulation experiments validate the effectiveness of our methods, demonstrating that a trained human pilot can dynamically synchronize with a simulated bipedal robot, achieving sustained locomotion, controlling walking speeds within the range of 0.0 m/s to 0.3 m/s, and enabling backward walking for distances of up to 2.0 m. This research contributes to advancing teleoperated humanoid robots and paves the way for future developments in synchronized locomotion between humans and bipedal robots.

arxiv情報

提供元, 利用サービス

arxiv.jp, Google