Exploring Kinodynamic Fabrics for Reactive Whole-Body Control of Underactuated Humanoid Robots

要約

二足歩行ヒューマノイド ロボットが現実世界で正常に動作するには、予期せぬ外部の外乱にリアルタイムで反応しながら、複数の動作タスクを同時に実行できる能力が必要です。
私たちは、環境内のダイナミズムに反応しながら、リアルタイムで複数のモーション タスクを仕様、解決し、同時に実行するためのアプローチとして、Kinodynamic Fabrics を提案します。
Kinodynamic Fabrics を使用すると、強制スペクトル セミスプレーとして優先順位付けされたモーション タスクを指定でき、リアルタイム周波数での望ましいロボット ジョイント加速度を解決できます。
私たちは、シミュレーションと現実世界の両方で、二足歩行ヒューマノイド ロボットを使用した物理的に困難な全身制御タスクにおけるキノダイナミック ファブリックの機能を評価します。
Kinodynamic Fabrics は、私たちの実験における実行時間と反応性の指標に関するさまざまな全身制御タスクにおいて、最先端の Quadratic Program ベースの全身コントローラーよりも優れたパフォーマンスを示しました。
Kinodynamic Fabrics のオープンソース実装とロボットのデモ ビデオは、URL: https://adubredu.github.io/kinofabs でご覧いただけます。

要約(オリジナル)

For bipedal humanoid robots to successfully operate in the real world, they must be competent at simultaneously executing multiple motion tasks while reacting to unforeseen external disturbances in real-time. We propose Kinodynamic Fabrics as an approach for the specification, solution and simultaneous execution of multiple motion tasks in real-time while being reactive to dynamism in the environment. Kinodynamic Fabrics allows for the specification of prioritized motion tasks as forced spectral semi-sprays and solves for desired robot joint accelerations at real-time frequencies. We evaluate the capabilities of Kinodynamic fabrics on diverse physically challenging whole-body control tasks with a bipedal humanoid robot both in simulation and in the real-world. Kinodynamic Fabrics outperforms the state-of-the-art Quadratic Program based whole-body controller on a variety of whole-body control tasks on run-time and reactivity metrics in our experiments. Our open-source implementation of Kinodynamic Fabrics as well as robot demonstration videos can be found at this url: https://adubredu.github.io/kinofabs.

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