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最新論文: 2022/5/1 ／ arXivを3時間ごとに自動収集
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脚式ロボットの重心運動生成のための非線形確率軌道最適化
モデル動力学の加法的不確かさと接触位置のパラメトリック不確かさを考慮し、確率的軌道最適化を用いて脚式ロボットの頑健な重心運動軌道を生成する手法を提案。四足ロボットのシミュレーションで足滑りを低減し、決定論的計画より優れた性能を示した。
原題: Nonlinear Stochastic Trajectory Optimization for Centroidal Momentum Motion Generation of Legged Robots ／ Ahmad Gazar, Majid Khadiv, Sébastien Kleff 他
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ヘビの移動における効率的な屈曲と持ち上げのパターン
3次元のヘビの運動学を最適化し、摩擦仕事と内部粘性散逸を考慮した移動効率の良いパターンを明らかにした。
原題: Efficient bending and lifting patterns in snake locomotion ／ Silas Alben
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足位置適応を伴う姿勢考慮型モデル予測制御による動的人間型二足歩行
拡張単剛体モデルを用いた姿勢考慮型MPCで足位置をオンライン計画し、タスク空間制御と組み合わせて外乱や不整地に強い人間型ロボット歩行を実現した。
原題: Orientation-Aware Model Predictive Control with Footstep Adaptation for Dynamic Humanoid Walking ／ Yanran Ding, Charles Khazoom, Matthew Chignoli 他
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モンテカルロ木探索による非定型歩容の脚式ロボット歩行計画
脚式ロボットの接地順序決定を意思決定問題として捉え、MCTSと最適化シミュレーションで歩容を計画し、MPCで接地力と足場を最適化する枠組みを提案した。四足ロボットで周期歩容の生成や外力・未知地形への適応、異なる構造への汎用性を実証した。
原題: Monte Carlo Tree Search Gait Planner for Non-Gaited Legged System Control ／ Lorenzo Amatucci, Joon-Ha Kim, Jemin Hwangbo 他
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二足歩行ロボットのための適応型高速運動適応
二足歩行ロボットの不安定さに対応するため、高速適応手法を拡張し、不完全な推定器に合わせてベースポリシーを微調整するA-RMAを提案。シミュレーションで優位性を示し、実機Cassieでのゼロショット展開を実現。
原題: Adapting Rapid Motor Adaptation for Bipedal Robots ／ Ashish Kumar, Zhongyu Li, Jun Zeng 他
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歩行と蛇行を橋渡しするストークス的移動
脚式歩行と蛇行・低レイノルズ数遊泳を「ストークス的局所接続モデル」で統一的に扱い、滑りを伴う脚式移動のモデル化への道を開いた論文。
原題: Bridging Walking and Slithering -- Stokesian Locomotion ／ Shai Revzen, Dan Zhao, Glenna Clifton 他
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強化学習による高速移動の実現
強化学習で訓練したニューラルネットワーク制御器をシミュレーションから実機に転移し、MIT Mini Cheetahで最大3.9m/sの高速走行と旋回を実現した。
原題: Rapid Locomotion via Reinforcement Learning ／ Gabriel B Margolis, Ge Yang, Kartik Paigwar 他
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低次元線形モデルのシステム同定でモデルベース安全性とモデルフリー強化学習を橋渡し
RL制御された二足歩行ロボットCassieの閉ループ系を低次元線形モデルで同定し、その上で安全性保証を適用できることを示した論文。
原題: Bridging Model-based Safety and Model-free Reinforcement Learning through System Identification of Low Dimensional Linear Models ／ Zhongyu Li, Jun Zeng, Akshay Thirugnanam 他
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逐次MPCによる二足歩行ロボットの反応的計画法
自由空間を逐次的に凸多面体へ分解し、その順にMPCを連鎖させて静的・動的障害物を避けながら目標へ導く二足歩行ロボットの反応的計画手法を提案し、Digitの高忠実度シミュレーションで実証した。
原題: A Sequential MPC Approach to Reactive Planning for Bipedal Robots ／ Kunal Sanjay Narkhede, Abhijeet Mangesh Kulkarni, Dhruv Ashwinkumar Thanki 他
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四足歩行ロボットの全身運動フレームワークWoLF
四足歩行ロボットの移動とマニピュレーションを統合制御するエンドツーエンドのソフトウェアスイートWoLFを提案し、その機能とアーキテクチャを紹介した論文。
原題: WoLF: the Whole-body Locomotion Framework for Quadruped Robots ／ Gennaro Raiola, Michele Focchi, Enrico Mingo Hoffman
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飛び石を渡る動的二足歩行の学習
シミュレーションで強化学習した制御器と足場予測モデルを実機Cassieと天井カメラに統合し、飛び石上の閉ループ動的歩行を実現した論文。
原題: Learning Dynamic Bipedal Walking Across Stepping Stones ／ Helei Duan, Ashish Malik, Mohitvishnu S. Gadde 他
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脚形状設計とイベント駆動制御による小型・低自由度・二モードロボット
わずか2自由度の10cmロボットで、脚形状の工夫と慣性センサを用いたイベント駆動制御により、歩行と転がり移動の2モードを実現した研究。
原題: Leg Shaping and Event-Driven Control of a Small-Scale, Low-DoF, Two-Mode Robot ／ Dingkun Guo, Larissa Wermers, Kenn R. Oldham
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VAE-Loco: 分離された歩容表現の学習による多様な四足歩行
生成モデルで歩容の潜在表現を学習し、歩調や足上げ高さなどを連続的に変化させられる四足ロボットの歩行制御手法を提案。外乱にも頑健で、実機ANYmalで検証した。
原題: VAE-Loco: Versatile Quadruped Locomotion by Learning a Disentangled Gait Representation ／ Alexander L. Mitchell, Wolfgang Merkt, Mathieu Geisert 他
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バネに力を：受動要素だけでヒト歩行の蹴り出しは駆動できる
ヒト歩行の足首蹴り出しにおいて筋腱複合体をバネに置き換えても同様の歩容が得られることを、神経筋骨格シミュレーションと二足ロボットで示した論文。
原題: Power to the springs: Passive elements are sufficient to drive push-off in human walking ／ Alexandra Buchmann, Bernadett Kiss, Alexander Badri-Sprowitz 他
日本語で読む → - 論文歩行画像認識
Koopman理論に基づく時系列一貫性を考慮した歩行姿勢推定
IMU・RGB画像・深度点群を統合し、Koopman理論に基づくファクターグラフで歩行活動を認識して姿勢予測を行い、深度センサーの有効範囲を10m以上に拡張した。
原題: Koopman pose predictions for temporally consistent human walking estimations ／ Marc Mitjans, David M. Levine, Louis N. Awad 他
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カスタム正弦波だけで異なるスタイルの二足歩行を模倣学習
足の高さの参照として単純な正弦波を用い、Cassieロボットがモデル知識なしに効率的な二足歩行を強化学習で獲得できること、また正弦波を調整することで歩容スタイルをカスタマイズできることを示した論文。
原題: Custom Sine Waves Are Enough for Imitation Learning of Bipedal Gaits with Different Styles ／ Qi Wu, Chong Zhang, Yanchen Liu
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未計測の動的負荷下における二足歩行のsim-to-real学習
固有感覚フィードバックのみを用い、カート牽引や液体運搬などの動的負荷下での二足歩行を強化学習とsim-to-real転移で実現し、負荷ごとの専用方策と汎用方策を比較した。
原題: Sim-to-Real Learning for Bipedal Locomotion Under Unsensed Dynamic Loads ／ Jeremy Dao, Kevin Green, Helei Duan 他
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構成経路制御による強化学習ポリシーの安定化
強化学習で得た脆い制御ポリシーを、訓練データと瞬時制御行列推定のみを用いて構成経路空間で事後的に安定化する手法を提案し、平面二足歩行ロボットの外乱実験で2〜4倍の安定性向上を示した。
原題: Configuration Path Control ／ Sergey Pankov
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チルトロータの4次元歩容曲面 — 二色地図定理
チルトロータの姿勢影響を低減する歩容を理論的に導出し、姿勢に頑健な歩容を計画できる4次元歩容曲面と、歩容の連続性を保証する二色地図定理を提案した。
原題: Four-dimensional Gait Surfaces for A Tilt-rotor -- Two Color Map Theorem ／ Zhe Shen, Yudong Ma, Takeshi Tsuchiya
日本語で読む → - 論文歩行機械学習
手動リセットなしで歩行スキルを自律獲得する品質多様性最適化
多様な歩行制御器を人手によるリセットなしで自律的に学習するため、想像上の行動レパートリーと環境情報を活用して自動リセットとなる行動を選ぶ手法を提案し、障害物のある訓練区域内での歩行学習で有効性を示した。
原題: Learning to Walk Autonomously via Reset-Free Quality-Diversity ／ Bryan Lim, Alexander Reichenbach, Antoine Cully
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
ニューラルゲイツ：制御バリア関数とゼロダイナミクス方策による二足歩行の学習
歩行をゼロダイナミクス上の集合不変性問題として定式化し、制御バリア関数を満たす方策と残差ダイナミクスモデルを学習することで、未知動力学を含む二足ロボットの動的な歩行を実現した。
原題: Neural Gaits: Learning Bipedal Locomotion via Control Barrier Functions and Zero Dynamics Policies ／ Ivan Dario Jimenez Rodriguez, Noel Csomay-Shanklin, Yisong Yue 他
日本語で読む → - 論文四足歩行/動作模倣ロボティクス
深層強化学習による四足歩行ロボットの人間動作制御
人間の動作を四足ロボットの動作に変換し、強化学習でその動作を追従する制御方針を学習させることで、ユーザーが直感的に四足ロボットを操作できるシステムを提案した。
原題: Human Motion Control of Quadrupedal Robots using Deep Reinforcement Learning ／ Sunwoo Kim, Maks Sorokin, Jehee Lee 他
日本語で読む → - 論文歩行ナビゲーションロボティクス
四足歩行ロボットの安全な自律ナビゲーションのための順ダイナミクスモデルと情報付き軌道サンプラの学習
学習した順ダイナミクスモデルとサンプリング型モデル予測制御、情報付き軌道サンプラを組み合わせ、複雑な環境でも衝突せず滑らかに経路追従できる四足ロボットの局所プランナを提案した。
原題: Learning Forward Dynamics Model and Informed Trajectory Sampler for Safe Quadruped Navigation ／ Yunho Kim, Chanyoung Kim, Jemin Hwangbo
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
力センサを使わない四足ロボットの衝撃強度推定
脚のモータトルクをニューラルネットで予測し、アンセンテッドカルマンフィルタで平滑化した値との差分から、力センサなしで足の衝撃状態と強度を推定する手法を提案し、シミュレーションと実機で検証した。
原題: Impact Intensity Estimation of a Quadruped Robot without Using a Force Sensor ／ Ba-Phuc Huynh, Joonbum Bae
日本語で読む → - 論文強化学習/歩行ロボティクス
ハイブリッドLMC：アンサンブル深層強化学習による車輪型ヒューマノイドのハイブリッド学習・モデルベース制御
古典的なLQR制御と複数のSACによるアンサンブル強化学習を組み合わせ、車輪型ヒューマノイドの移動制御をMuJoCo上で検証した研究。既存手法より高性能かつサンプル効率が向上した。
原題: Hybrid LMC: Hybrid Learning and Model-based Control for Wheeled Humanoid Robot via Ensemble Deep Reinforcement Learning ／ Donghoon Baek, Amartya Purushottam, Joao Ramos
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
軌道最適化とモデル予測制御による脚式ロボットの飛び石連続ジャンプ
脚式ロボットの全身非線形ダイナミクスに基づく軌道最適化で周期的なジャンプ軌道を生成し、モデル予測制御で滑らかな連続ジャンプを実現する枠組みを提案した。不整地やモデル不確かさに対しても頑健であることを検証した。
原題: Continuous Jumping for Legged Robots on Stepping Stones via Trajectory Optimization and Model Predictive Control ／ Chuong Nguyen, Lingfan Bao, Quan Nguyen
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
接近物体への反応的な移動方策の階層強化学習に関する予備研究
MuJoCo上で脚式ロボットが迫ってくるボールを避けるシミュレーション環境を構築し、事前の移動経験が階層強化学習による反応制御方策の学習効率を高めるかを検証した。
原題: Hierarchical Reinforcement Learning of Locomotion Policies in Response to Approaching Objects: A Preliminary Study ／ Shangqun Yu, Sreehari Rammohan, Kaiyu Zheng 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
脚式移動のための安全強化学習
安全復帰ポリシーと学習ポリシーを切り替える枠組みを提案し、四足ロボットの転倒を減らしつつ実機で歩容・バランス性能を向上させた。
原題: Safe Reinforcement Learning for Legged Locomotion ／ Tsung-Yen Yang, Tingnan Zhang, Linda Luu 他
日本語で読む → - 論文歩行リハビリロボティクス
片脚の剛性擾乱を繰り返すロボット支援が脳卒中後の歩行リハビリに有効な長期残効を生む
片脚の下の路面剛性を下げる擾乱を繰り返し与えると、介入後200歩行周期以上続く左右の歩幅増加の残効が得られることを示した研究。
原題: Repeated Robot-Assisted Unilateral Stiffness Perturbations Result in Significant Aftereffects Relevant to Post-Stroke Gait Rehabilitation ／ Vaughn Chambers, Panagiotis Artemiadis
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
四足ロボットの動的遷移可能性を考慮した足場評価基準
四足ロボットが複雑な地形を移動する際、将来の線形・角運動の遷移可能性を考慮して足場を評価する基準を提案し、視覚に基づく足場適応戦略と統合してシミュレーションと実機で検証した。
原題: Foothold Evaluation Criterion for Dynamic Transition Feasibility for Quadruped Robots ／ Luca Clemente, Octavio Villarreal, Angelo Bratta 他
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