PACC: A Passive-Arm Approach for High-Payload Collaborative Carrying with Quadruped Robots Using Model Predictive Control

要約

このホワイトペーパーでは、ロボットロボットと四足込んでいるロボットとの持ち運びのために、本質的なインピーダンスで受動的なアーム構造を使用するという概念を紹介します。
この概念は、リーダーフォロワータスクを対象としており、ロボットの移動機能を損なうことなく、ロボットのペイロード機能を活用し、エネルギー消費を削減することに焦点を当てたミニマリストのアプローチを採用しています。
予備のアームの機械設計を紹介し、その関節置換術を使用してロボットの動きを導く方法を説明します。
ロボットの移動を制御するために、ARMダイナミクスの近似と共同運搬からの外力の推定を組み込んだ分散型モデル予測コントローラーを提案します。
階段のような障害と荒れた地形を運ぶロボット – ロボットと人間のロボットの両方のコラボレーションを実行することにより、システム全体を実験的に検証します。

要約(オリジナル)

In this paper, we introduce the concept of using passive arm structures with intrinsic impedance for robot-robot and human-robot collaborative carrying with quadruped robots. The concept is meant for a leader-follower task and takes a minimalist approach that focuses on exploiting the robots’ payload capabilities and reducing energy consumption, without compromising the robot locomotion capabilities. We introduce a preliminary arm mechanical design and describe how to use its joint displacements to guide the robot’s motion. To control the robot’s locomotion, we propose a decentralized Model Predictive Controller that incorporates an approximation of the arm dynamics and the estimation of the external forces from the collaborative carrying. We validate the overall system experimentally by performing both robot-robot and human-robot collaborative carrying on a stair-like obstacle and on rough terrain.

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