Whole-body Multi-contact Motion Control for Humanoid Robots Based on Distributed Tactile Sensors

要約

閉じ込められた環境でヒューマノイドロボットが堅牢に動作できるようにするために、手や足などの四肢だけでなく、膝や肘などの手足の中間領域でも接触を作る多接触運動が不可欠です。
ヒューマノイドロボットによる中間領域での接触を含むこのような全身マルチコンタクトモーションを実現する方法を開発します。
変形可能なシート型分布触覚センサーは、ロボットの手足の表面に取り付けられ、ロボットの体型を大幅に変えることなく接触力を測定します。
四肢での接触専用のマルチコンタクトモーションコントローラーは、中間領域での接触を処理するために拡張されており、ロボットの動きは、力/トルクセンサーだけでなく分布した触覚センサーを使用してフィードバック制御によって安定します。
ダイナミクスシミュレーションの検証を通じて、開発された触覚フィードバックが、障害や環境エラーに対する全身の多接触運動の安定性を改善することを示します。
さらに、等身大のヒューマノイドRHP Kaleidoは、前腕の接触で身体を支えながら体を支え、太ももの接触と座っている姿勢でバランスをとるなど、全身マルチコンタクト運動を示しています。

要約(オリジナル)

To enable humanoid robots to work robustly in confined environments, multi-contact motion that makes contacts not only at extremities, such as hands and feet, but also at intermediate areas of the limbs, such as knees and elbows, is essential. We develop a method to realize such whole-body multi-contact motion involving contacts at intermediate areas by a humanoid robot. Deformable sheet-shaped distributed tactile sensors are mounted on the surface of the robot’s limbs to measure the contact force without significantly changing the robot body shape. The multi-contact motion controller developed earlier, which is dedicated to contact at extremities, is extended to handle contact at intermediate areas, and the robot motion is stabilized by feedback control using not only force/torque sensors but also distributed tactile sensors. Through verification on dynamics simulations, we show that the developed tactile feedback improves the stability of whole-body multi-contact motion against disturbances and environmental errors. Furthermore, the life-sized humanoid RHP Kaleido demonstrates whole-body multi-contact motions, such as stepping forward while supporting the body with forearm contact and balancing in a sitting posture with thigh contacts.

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