Bracing for Impact: Robust Humanoid Push Recovery and Locomotion with Reduced Order Models

要約

移動中のプッシュリカバリーは、人間中心の環境でのヒューマノイドロボットの展開を容易にします。
このホワイトペーパーでは、ヒューマノイドロボットのウォーキングコントロールとプッシュリカバリのための統一されたフレームワークを紹介し、動的に歩いている間にプッシュリカバリのために腕を活用します。
重要な革新は、壁などの環境を使用して、単一の剛体モデル予測制御（SRB-MPC）とハイブリッド線形反転振り子（HLIP）のダイナミクスを組み合わせて、堅牢な移動、プッシュ検出、およびロボットのアームを利用して壁を装備し、壁を動作させ、接触力をダイナミングすることで回復を可能にすることにより、プッシュ回復を促進することです。
ヒューマノイドロボットの広範なシミュレーション結果は、HLIPのみと比較して摂動拒絶と追跡のパフォーマンスが改善されていることを示しており、ロボットは0.5m/sまでの速度で歩いている間、0.2秒で最大100nのプッシュから回復することができます。
堅牢性は、斜めの壁と多方向のプッシュを備えたシナリオでさらに検証されます。

要約(オリジナル)

Push recovery during locomotion will facilitate the deployment of humanoid robots in human-centered environments. In this paper, we present a unified framework for walking control and push recovery for humanoid robots, leveraging the arms for push recovery while dynamically walking. The key innovation is to use the environment, such as walls, to facilitate push recovery by combining Single Rigid Body model predictive control (SRB-MPC) with Hybrid Linear Inverted Pendulum (HLIP) dynamics to enable robust locomotion, push detection, and recovery by utilizing the robot’s arms to brace against such walls and dynamically adjusting the desired contact forces and stepping patterns. Extensive simulation results on a humanoid robot demonstrate improved perturbation rejection and tracking performance compared to HLIP alone, with the robot able to recover from pushes up to 100N for 0.2s while walking at commanded speeds up to 0.5m/s. Robustness is further validated in scenarios with angled walls and multi-directional pushes.

arxiv情報

提供元, 利用サービス

arxiv.jp, Google