柔軟トランクロボットの動的形状制御
Dynamic Shape Control of Soft Trunk Robots
柔軟トランクロボットの全身形状をデータから学習したaSSMモデルとモデル予測制御で高精度に制御し、線形手法の10倍の性能を実現した。
詳しい要約
1. どんなもの?
2. 先行研究と比べてどこがすごい?
3. 技術・手法の肝は?
4. どうやって有効だと検証した?
5. 議論はある?
6. 次に読むべき論文は?
※ AIが要旨から生成した要約です。正確性は原文をご確認ください。
著者: Hehui Zheng, Marc Stampanoni, Roshan S. Kaundinya, Ronan Hinchet, George Haller, Robert K. Katzschmann
分類: cs.RO
原文アブストラクト
Controlling the shape profile of soft trunk robots extends their reach into complex regions of the workspace and enhances their use in practical applications. Recent advances in soft robot design have enabled soft trunk robots to achieve greater flexibility in conforming to complex shapes. Specifically, trunk robots whose geometries are designed as helicoids have been shown to enable extreme shape-changing capabilities. Their compliance makes them highly nonlinear, which in turn makes shape control difficult. On similar tendon-driven trunk robots, model-based controllers based on the theory of adiabatic spectral submanifolds (aSSMs) have achieved high accuracy in closed-loop end-effector tracking. We extend this approach by learning an aSSM model of the full body of a trimmed-helicoid soft trunk robot from data and use this in a model predictive control (MPC) scheme to demonstrate a range of shape control tasks on hardware. On closed-loop dynamic shape regulation, our method outperforms the available linear baselines by a factor of 10. In human-in-the-loop interactive demos, our method completes section-by-section shaping and balances a tennis ball for over 25 seconds, while the linear baselines fall short. A model-free reinforcement learning policy trained for 12 hours on hardware fails on the same balancing task. These results establish aSSM-based MPC as a practical route to full-body shape control on real soft hardware.
関連論文
- ワンショット印刷可能なタスク特化型ソフトロボットのためのエンドツーエンド共同設計ソフトロボティクス
- タコに着想を得た軟体連続腕における適応的屈曲点形成ソフトロボティクス
- 9回の試行で復帰:ソフトロボットの損傷適応を再現可能に評価するベンチマークソフトロボティクス
- ソフトロボットのための可観測性に基づく最適センサ配置ソフトロボティクス
- 耐荷重と損傷耐性を両立する能動3D織り構造ロコモーションソフトロボティクス
- 手首の適応的剛性制御を再現する人間模倣ソフトロボット前腕ソフトロボティクス