A Unified and General Humanoid Whole-Body Controller for Fine-Grained Locomotion

要約

移動は、ヒューマノイドロボットの基本的なスキルです。
しかし、ほとんどの既存の作品は、移動を単一の、退屈な、柔軟性のない、パッシブな動きにしました。
これにより、ヒューマノイドロボットの運動能力が制限されます。
対照的に、人間は、頻度や足の高さなどの歩行パラメーターを走り、ジャンプ、ホッピング、そして細かく調整する多目的な運動能力を備えています。
この論文では、このような汎用性をヒューマノイド運動にもたらすためのソリューションを調査し、それによってHugwbcを提案します。
タスクと行動の側面で一般的なコマンドスペースを設計することにより、シミュレーションで全身のヒューマノイド制御ポリシーを学習するための対称的な損失や介入トレーニングなどの高度な手法を設計することにより、HugwBCにより、実際のヒューマノイドロボットはさまざまな自然な歩きを生成できます。
周波数、フットスイングの高さ、さらに異なる体の高さ、ウエストの回転、ボディピッチなどのカスタマイズ可能なパラメーターを使用して、ウォーキング（ランニング）、ジャンプ、スタンディング、ホッピングを使用して、すべて1つのポリシーにあります。
HugwBCは、移動を超えて、遠隔操作などの外部上半身のコントローラーからのリアルタイム介入もサポートし、機関車の動作の下で正確な制御を維持しながら局所操作を可能にします。
私たちの実験では、すべてのコマンドに対する上半身の介入を伴う、または使用せずにHugwBCの高い追跡精度と堅牢性を検証し、さらに、さまざまなコマンドがヒューマノイドの動きにどのように影響するかについての詳細な分析を提供し、これらのコマンド間の関係に関する洞察を提供します。
私たちの知る限り、HugwBCは、高い堅牢性と柔軟性を備えたこのようなきめの細かい移動行動をサポートする最初のヒューマノイド全身コントローラーです。

要約(オリジナル)

Locomotion is a fundamental skill for humanoid robots. However, most existing works made locomotion a single, tedious, unextendable, and passive movement. This limits the kinematic capabilities of humanoid robots. In contrast, humans possess versatile athletic abilities-running, jumping, hopping, and finely adjusting walking parameters such as frequency, and foot height. In this paper, we investigate solutions to bring such versatility into humanoid locomotion and thereby propose HUGWBC: a unified and general humanoid whole-body controller for fine-grained locomotion. By designing a general command space in the aspect of tasks and behaviors, along with advanced techniques like symmetrical loss and intervention training for learning a whole-body humanoid controlling policy in simulation, HugWBC enables real-world humanoid robots to produce various natural gaits, including walking (running), jumping, standing, and hopping, with customizable parameters such as frequency, foot swing height, further combined with different body height, waist rotation, and body pitch, all in one single policy. Beyond locomotion, HUGWBC also supports real-time interventions from external upper-body controllers like teleoperation, enabling loco-manipulation while maintaining precise control under any locomotive behavior. Our experiments validate the high tracking accuracy and robustness of HUGWBC with/without upper-body intervention for all commands, and we further provide an in-depth analysis of how the various commands affect humanoid movement and offer insights into the relationships between these commands. To our knowledge, HugWBC is the first humanoid whole-body controller that supports such fine-grained locomotion behaviors with high robustness and flexibility.

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