A Virtual-Reality Driven Approach for Generating Humanoid Multi-Contact Trajectories

要約

非構造化環境で使用するヒューマノイドのマルチコンタクト操作を直感的に生成するように設計された仮想現実 (VR) フレームワークを提示します。
私たちのフレームワークにより、オペレータは軌道をパラメータ化する逆運動学の目標を直接操作できます。
空間ポーズ、重心位置、および関節位置で構成される運動学的目標は、最適化ベースの逆運動学ソルバーで使用され、静的接触安定性を強制しながら全身構成を計算します。
仮想「アンカー」により、オペレーターはロボットを自由にドラッグして拘束したり、目的の重みや拘束セットを変更したりできます。
インターフェースのデザインの目新しさは、任意の姿勢と接触モードを可能にするアンカーの一般化された使用です。
オペレーターは、作動の実現可能性を示す視覚的な合図と、アンカーを迅速に配置するためのツールによって支援されます。
NASA Valkyrie ヒューマノイドのシミュレーションとハードウェアでのアプローチを示し、自律的に、または代替の遠隔操作アプローチを介して生成することが困難なマルチコンタクト軌道に焦点を当てています。

要約(オリジナル)

We present a virtual reality (VR) framework designed to intuitively generate humanoid multi-contact maneuvers for use in unstructured environments. Our framework allows the operator to directly manipulate the inverse kinematics objectives which parameterize a trajectory. Kinematic objectives consisting of spatial poses, center-of-mass position and joint positions are used in an optimization based inverse kinematics solver to compute whole-body configurations while enforcing static contact stability. Virtual “anchors” allow the operator to freely drag and constrain the robot as well as modify objective weights and constraint sets. The interface’s design novelty is a generalized use of anchors which enables arbitrary posture and contact modes. The operator is aided by visual cues of actuation feasibility and tools for rapid anchor placement. We demonstrate our approach in simulation and hardware on a NASA Valkyrie humanoid, focusing on multi-contact trajectories which are challenging to generate autonomously or through alternative teleoperation approaches.

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