A Signal Temporal Logic Planner for Ergonomic Human-Robot Collaboration

要約

この論文では、人間とロボットの協調タスクを設計し、対応する軌道を生成する方法を提案します。
この方法では、信号時相論理 (STL) 式として表現される高レベルの仕様を使用して、タスクの割り当てと軌道を自動的に合成します。
このアプローチを説明するために、送電線環境で物体の引き継ぎを実行するマルチローター航空機という特定のタスクに焦点を当てます。
モーション プランナーは、軌道が実現可能であることを確認しながら、ペイロード容量や再充電の制約などの制限を考慮します。
さらに、この方法により、ユーザーは高レベルの目標と制約を使用しながら、人間の快適さ (人間工学、好みなど) を考慮したロボットの動作を指定できます。
このアプローチは、MATLAB での数値解析とモックアップ シナリオを使用した現実的な Gazebo シミュレーションを通じて検証されます。

要約(オリジナル)

This paper proposes a method for designing human-robot collaboration tasks and generating corresponding trajectories. The method uses high-level specifications, expressed as a Signal Temporal Logic (STL) formula, to automatically synthesize task assignments and trajectories. To illustrate the approach, we focus on a specific task: a multi-rotor aerial vehicle performing object handovers in a power line setting. The motion planner considers limitations, such as payload capacity and recharging constraints, while ensuring that the trajectories are feasible. Additionally, the method enables users to specify robot behaviors that take into account human comfort (e.g., ergonomics, preferences) while using high-level goals and constraints. The approach is validated through numerical analyzes in MATLAB and realistic Gazebo simulations using a mock-up scenario.

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