Towards Standardized Disturbance Rejection Testing of Legged Robot Locomotion with Linear Impactor: A Preliminary Study, Observations, and Implications

要約

脚式ロボットの動的移動は産業連携に近いものですが、標準化されたテストの欠如が商業化の妨げになっています。
問題は単に政治的、理論的、またはアルゴリズム的なものだけでなく、物理的なものでもあり、標準的なテストインフラストラクチャと機器に関する研究と理解が限られていることを示しています。
何十年もの間、私たちが脚式ロボットをテストしてきたアプローチは、手で押す、足で蹴る、ロープを引く、棒で突く、ボールを振るなど、ほとんど標準化できませんでした。
この論文は、他の標準化された試験分野で確立されたツールであるリニアインパクタの使用を提案することでギャップを埋めることを目的としています。これは、脚式ロボットの適応性があり、再現性があり、公平な外乱除去試験装置として機能します。
人型ロボット「Digit」の事例にも空気圧式リニアインパクターが採用されています。
市販のものを含む 3 つの移動制御装置が、正面衝突に対する定位置歩行タスクを使用して検査されます。
統計的に最も優れたコントローラーは、オリンピックボクサーによるストレートパンチによる報告された平均有効運動量(26.506 kg$\cdot$m/s)と同等の衝撃運動量(26.376 kg$\cdot$m/s)に耐えることができました。
さらに、このケーススタディでは、著者の知る限り、脚式ロボットの実世界でのテストで初めて明らかになった、他の反直観的な観察、実証、および示唆に焦点を当てています。

要約(オリジナル)

Dynamic locomotion in legged robots is close to industrial collaboration, but a lack of standardized testing obstructs commercialization. The issues are not merely political, theoretical, or algorithmic but also physical, indicating limited studies and comprehension regarding standard testing infrastructure and equipment. For decades, the approaches we have been testing legged robots were rarely standardizable with hand-pushing, foot-kicking, rope-dragging, stick-poking, and ball-swinging. This paper aims to bridge the gap by proposing the use of the linear impactor, a well-established tool in other standardized testing disciplines, to serve as an adaptive, repeatable, and fair disturbance rejection testing equipment for legged robots. A pneumatic linear impactor is also adopted for the case study involving the humanoid robot Digit. Three locomotion controllers are examined, including a commercial one, using a walking-in-place task against frontal impacts. The statistically best controller was able to withstand the impact momentum (26.376 kg$\cdot$m/s) on par with a reported average effective momentum from straight punches by Olympic boxers (26.506 kg$\cdot$m/s). Moreover, the case study highlights other anti-intuitive observations, demonstrations, and implications that, to the best of the authors’ knowledge, are first-of-its-kind revealed in real-world testing of legged robots.

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