Path Planning for Continuum Rods Using Bernstein Surfaces

要約

この論文では、バーンスタイン曲面を使用してシステムのダイナミクスを近似し、衝突回避を含む複雑な制約を課すことにより、連続ロボットの最適な動作計画を行う方法を紹介します。
主な貢献は、無限次元の連続問題を対応する離散問題に近似し、標準の最適化ソルバーを使用して解決を容易にすることです。
この離散化はバーンスタイン曲面の固有の特性を活用し、バーンスタイン多項式で近似される ODE に焦点を当てた以前の研究を拡張するフレームワークを提供します。
数値検証は、いくつかの数値シナリオを通じて実行されます。
提示された方法論は、ソフト ロボティクスの領域における複雑な最適制御問題を解決するための有望な方向性を提供します。

要約(オリジナル)

This paper presents a method for optimal motion planning of continuum robots by employing Bernstein surfaces to approximate the system’s dynamics and impose complex constraints, including collision avoidance. The main contribution is the approximation of infinite-dimensional continuous problems into their discrete counterparts, facilitating their solution using standard optimization solvers. This discretization leverages the unique properties of Bernstein surface, providing a framework that extends previous works which focused on ODEs approximated by Bernstein polynomials. Numerical validations are conducted through several numerical scenarios. The presented methodology offers a promising direction for solving complex optimal control problems in the realm of soft robotics.

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