A Behavior Architecture for Fast Humanoid Robot Door Traversals

要約

都市作戦やその他の領域における分隊の仲間としての人型ロボットの役割に向けて、私たちはドアが能力開発が欠けている主要な領域であることを特定しました。
この論文では、人型ロボットがドアを移動して対処する能力に焦点を当てます。
人間サイズのドアは多くの環境領域で遍在しており、人型のフォームファクタはドアの操作と通過に独特に適しています。
GPU 加速知覚と、全身運動および歩行コントローラーを備えたツリーベースのインタラクティブな行動調整システムを組み込んだアーキテクチャを紹介します。
当社のシステムは、さまざまな種類のドアのドア トラバースを実行できます。
目に見えないドアタイプの動作の迅速なオーサリングと、それらの作成された動作の再利用性を実現する技術をサポートします。
動作はツリーを使用してモデル化され、論理的な反応性とアクション シーケンスを特徴としており、これらを階層化された同時実行で実行して速度を向上させることができます。
プリミティブ アクションは、歩行中の操作をサポートする既存の全身コントローラーの上に構築されています。
実験室環境外でドア機構を検出するために、ニューラル ネットワークと古典的なコンピューター ビジョンの両方を使用した知覚システムが組み込まれています。
オペレーターとロボットの相互依存性分析チャートを提示して、人間の認知が人工知能とどのように組み合わされて複雑なロボットの動作を生み出すかを調査します。
最後に、Nadia ヒューマノイド ロボットの高速ドア移動の実際のロボット パフォーマンスを紹介し、説明します。
オンラインビデオは https://www.youtube.com/playlist?list=PLXuyT8w3JVgMPaB5nWNRNHtqzRK8i68dy でご覧いただけます。

要約(オリジナル)

Towards the role of humanoid robots as squad mates in urban operations and other domains, we identified doors as a major area lacking capability development. In this paper, we focus on the ability of humanoid robots to navigate and deal with doors. Human-sized doors are ubiquitous in many environment domains and the humanoid form factor is uniquely suited to operate and traverse them. We present an architecture which incorporates GPU accelerated perception and a tree based interactive behavior coordination system with a whole body motion and walking controller. Our system is capable of performing door traversals on a variety of door types. It supports rapid authoring of behaviors for unseen door types and techniques to achieve re-usability of those authored behaviors. The behaviors are modelled using trees and feature logical reactivity and action sequences that can be executed with layered concurrency to increase speed. Primitive actions are built on top of our existing whole body controller which supports manipulation while walking. We include a perception system using both neural networks and classical computer vision for door mechanism detection outside of the lab environment. We present operator-robot interdependence analysis charts to explore how human cognition is combined with artificial intelligence to produce complex robot behavior. Finally, we present and discuss real robot performances of fast door traversals on our Nadia humanoid robot. Videos online at https://www.youtube.com/playlist?list=PLXuyT8w3JVgMPaB5nWNRNHtqzRK8i68dy.

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