Stoch BiRo: Design and Control of a low cost bipedal robot

要約

この論文では、凹凸のある不慣れな地形を移動するための先端脚を備えたモジュール式機械構造で設計された、費用対効果の高い二足歩行ロボットである Stoch BiRo を紹介します。
このロボットは、外転、股関節、膝に固有受容作動を採用し、制御に Raspberry Pi4 を活用します。
計算上の制限を克服し、学習ベースの線形ポリシー コントローラーは、二足歩行システムの一般的な 5DoF とは異なり、脚あたりわずか 3 自由度 (DoF) でバランスと移動を管理します。
これらのコントローラーはモジュラー制御アーキテクチャ内に統合されており、外部センサーや事前の環境知識がなくても、予期せぬ地形の乱れに自律的に対処できます。
ロボットのポリシーは MuJoCo を使用してトレーニングおよびシミュレーションされ、学習した動作を Stoch BiRo ハードウェアに転送して最初の歩行検証を行います。
この研究は、機械設計、制御戦略、および自律ナビゲーションにおける Stoch BiRo の適応性と費用対効果を強調し、現実世界のロボット工学シナリオにおける多様なアプリケーションを約束します。

要約(オリジナル)

This paper introduces the Stoch BiRo, a cost-effective bipedal robot designed with a modular mechanical structure having point feet to navigate uneven and unfamiliar terrains. The robot employs proprioceptive actuation in abduction, hips, and knees, leveraging a Raspberry Pi4 for control. Overcoming computational limitations, a Learning-based Linear Policy controller manages balance and locomotion with only 3 degrees of freedom (DoF) per leg, distinct from the typical 5DoF in bipedal systems. Integrated within a modular control architecture, these controllers enable autonomous handling of unforeseen terrain disturbances without external sensors or prior environment knowledge. The robot’s policies are trained and simulated using MuJoCo, transferring learned behaviors to the Stoch BiRo hardware for initial walking validations. This work highlights the Stoch BiRo’s adaptability and cost-effectiveness in mechanical design, control strategies, and autonomous navigation, promising diverse applications in real-world robotics scenarios.

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