Consensus Complementarity Control for Multi-Contact MPC

要約

環境との接触を行ったり切断したりするシステム向けに、ハイブリッド モデル予測制御アルゴリズムであるコンセンサス相補性制御 (C3) を提案します。
移動や操作など、環境との接触を開始する必要があるタスク用の最先端のコントローラーの多くは、アプリオリ モードのスケジュールを必要とするか、リアルタイム レートで実行するには計算が複雑すぎます。
我々は、潜在的な接触イベントに対する高速推論が可能な乗算器の交互方向法 (ADMM) に基づいた手法を提案します。
コンセンサス定式化を介して、私たちのアプローチはコンタクトのスケジュール問題の並列化を可能にします。
我々は、4 つの高次元摩擦接触問題を含む 5 つの数値例と、作動が不十分な多重接触システムの物理実験で結果を検証します。
さらに、ロボットアームを使用して高次元の多接触操作タスクを実行する物理実験でこの方法の有効性を実証します。

要約(オリジナル)

We propose a hybrid model predictive control algorithm, consensus complementarity control (C3), for systems that make and break contact with their environment. Many state-of-the-art controllers for tasks which require initiating contact with the environment, such as locomotion and manipulation, require a priori mode schedules or are too computationally complex to run at real-time rates. We present a method based on the alternating direction method of multipliers (ADMM) that is capable of high-speed reasoning over potential contact events. Via a consensus formulation, our approach enables parallelization of the contact scheduling problem. We validate our results on five numerical examples, including four high-dimensional frictional contact problems, and a physical experimentation on an underactuated multi-contact system. We further demonstrate the effectiveness of our method on a physical experiment accomplishing a high-dimensional, multi-contact manipulation task with a robot arm.

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