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最新論文: 2021/9/1 ／ arXivを3時間ごとに自動収集
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視覚誘導による難地形での動的歩行の学習
LiDAR知覚を用いた深層強化学習で、部分的観測環境下でも難地形を能動的に踏破する歩行ポリシーを学習させた研究。動的報酬戦略により履歴データ不要で多様な歩容を獲得し、90%以上の成功率を達成。
原題: Learning Vision-Guided Dynamic Locomotion Over Challenging Terrains ／ Zhaocheng Liu, Fernando Acero, Zhibin Li
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データ駆動型マコーミック包絡緩和を用いた多段階結合凸計画法による運動計画
多脚ロボットの姿勢・力制約付き運動計画を高速化するため、データからマコーミック包絡緩和を学習し段階間の結合制約に組み込む多段階最適化フレームワークを提案し、10kg六脚ロボットの歩行・登攀で検証した。
原題: Designing Multi-Stage Coupled Convex Programming with Data-Driven McCormick Envelope Relaxations for Motion Planning ／ Xuan Lin, Min Sung Ahn, Dennis Hong
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動的剛体面上を歩行する四脚ロボットのための拡張キャプチャポイントと最適化ベース制御
揺動する剛体面上での四脚ロボット歩行のため、キャプチャポイントを動的面上に拡張してオンライン計画に用い、動的表面運動を明示的に考慮したQPベースのフィードバック制御を設計した研究。
原題: Extended Capture Point and Optimization-based Control for Quadrupedal Robot Walking on Dynamic Rigid Surfaces ／ Amir Iqbal, Yan Gu
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進化的軌道生成器と強化学習を組み合わせた四足歩行の汎用アプローチ
足軌道を進化的に最適化する生成器と強化学習を交互に訓練し、平均台歩行や洞窟這い進みなど難タスクをゼロから学習、実機12自由度四足ロボットでも検証した。
原題: Reinforcement Learning with Evolutionary Trajectory Generator: A General Approach for Quadrupedal Locomotion ／ Haojie Shi, Bo Zhou, Hongsheng Zeng 他
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大規模並列深層強化学習による数分での歩行学習
単一GPU上の大規模並列シミュレーションで四足歩行ロボットの歩行方策を数分で学習し、実機に転移できることを示した論文。
原題: Learning to Walk in Minutes Using Massively Parallel Deep Reinforcement Learning ／ Nikita Rudin, David Hoeller, Philipp Reist 他
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線形方策だけで実現する不整地でのロバスト二足歩行
足軌道の調整と姿勢制御を組み合わせ、13個のパラメータしか持たない単一の線形方策で二足ロボットDigitの不整地歩行を実現し、シミュレーションから実機へ直接転送した。
原題: Linear Policies are Sufficient to Realize Robust Bipedal Walking on Challenging Terrains ／ Lokesh Krishna, Guillermo A. Castillo, Utkarsh A. Mishra 他
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強化学習による歩行訓練のための個別化インピーダンス景観の形成
歩行訓練向けに、被験者の運動能力と課題要求に応じて力場を位相依存的に自律的に再形成する適応型アシスト・アズ・ニーデッド制御器を提案し、健常者によるトレッドミル訓練で有効性を検証した。
原題: Shaping Individualized Impedance Landscapes for Gait Training via Reinforcement Learning ／ Yufeng Zhang, Shuai Li, Karen J. Nolan 他
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歩道を自律走行する四足ロボットの学習ナビゲーション
教師エージェントの模倣学習により、実世界の歩道で障害物や歩行者を避けながら3.2kmを走行できる四足ロボットのナビゲーション方策を実現した。
原題: Learning to Navigate Sidewalks in Outdoor Environments ／ Maks Sorokin, Jie Tan, C. Karen Liu 他
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FastMimic：敏捷・多様・汎化可能な四足歩行のためのモデルベース動作模倣
動物の歩容をセントロイダル動力学モデルとオンライン適応で模倣する統一的なモデルベース制御法を提案し、高価なシミュレーション学習や実機微調整なしで多様な運動を実現した。
原題: FastMimic: Model-based Motion Imitation for Agile, Diverse and Generalizable Quadrupedal Locomotion ／ Tianyu Li, Jungdam Won, Sehoon Ha 他
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疎な視覚観測を用いた不整地での知覚的歩行の学習
LidarやRGB-Dから得られる疎な深度情報のみで、段差や階段などの不整地を歩行するフィードバック制御方策を学習し、脚長の50%に達する階段の昇降や未知地形への汎化を実証した。
原題: Learning Perceptual Locomotion on Uneven Terrains using Sparse Visual Observations ／ Fernando Acero, Kai Yuan, Zhibin Li
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有限状態機械を方策で変調するロバスト四脚歩行制御
脚式ロボットの制御において、軌道生成器の代わりに接触を考慮した有限状態機械を方策ネットワークで変調するPM-FSMを提案し、未知の外乱や難地形に対する歩行のロバスト性を高めた。
原題: PM-FSM: Policies Modulating Finite State Machine for Robust Quadrupedal Locomotion ／ Ren Liu, Nitish Sontakke, Sehoon Ha
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高さ制約環境における劣駆動二足歩行ロボットの自律ナビゲーション
3層プランナと可変歩行高さ制御を組み合わせ、二足歩行ロボットがしゃがみながら障害物を避けて高さ制約環境を自律移動できるフレームワークを提案し、Cassieで実証した。
原題: Autonomous Navigation of Underactuated Bipedal Robots in Height-Constrained Environments ／ Zhongyu Li, Jun Zeng, Shuxiao Chen 他
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ミニチータと猫の立ち直り：ロボットアクロバットのための機械学習と軌道最適化の事例研究
猫が落下時に足から着地する動作に着想を得て、軌道最適化と機械学習を組み合わせ、ミニチータ四足ロボットを落下から足で着地させる制御器を設計した研究。
原題: Mini Cheetah, the Falling Cat: A Case Study in Machine Learning and Trajectory Optimization for Robot Acrobatics ／ Vince Kurtz, He Li, Patrick M. Wensing 他
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ALIPとMPC・仮想拘束を用いた地形適応型二足歩行制御
ALIPモデルとMPCによる足配置計画を仮想拘束で実装し、傾斜や摩擦を考慮して様々な地形を歩行できる二足ロボット制御を実現した。
原題: Terrain-Adaptive, ALIP-Based Bipedal Locomotion Controller via Model Predictive Control and Virtual Constraints ／ Grant Gibson, Oluwami Dosunmu-Ogunbi, Yukai Gong 他
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筋骨格モデルとハイブリッドゼロダイナミクスによる支援ロボットの自然な多点接触歩行
筋骨格モデルを歩行生成に組み込み、HZD法で安定な多点接触歩行を生成。義足AMPRO3で実験し、筋モデル制約が自然な歩容をもたらすことを示した。
原題: Natural Multicontact Walking for Robotic Assistive Devices via Musculoskeletal Models and Hybrid Zero Dynamics ／ Kejun Li, Maegan Tucker, Rachel Gehlhar 他
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分離型aSLIPモデルを用いた不整地盲目二足歩行のための高速オンライン最適化
分離型のアクチュエートSLIPモデルで足位置とCoM高さを1kHzのMPCでオンライン最適化し、不整地を盲目的に歩行しつつ押しにも耐える二足ロボット制御を実現した。
原題: Fast Online Optimization for Terrain-Blind Bipedal Robot Walking with a Decoupled Actuated SLIP Model ／ Ke Wang, Hengyi Fei, Petar Kormushev
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学習した潜在ダイナミクスを用いたヒューマノイドのマップレスナビゲーション
学習した潜在空間で開ループ軌道を生成し、視覚と自己状態からヒューマノイドのマップレスナビゲーションを実現する深層強化学習手法を提案し、実機で検証した。
原題: Mapless Humanoid Navigation Using Learned Latent Dynamics ／ Andre Brandenburger, Diego Rodriguez, Sven Behnke
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物理的人間-ロボット相互作用のための歩行運動のモデリングと推定
ヨーヨーモデルに基づき人間の歩行速度をモデル化し、拡張カルマンフィルタで周波数・バイアス・正弦波状態を推定して歩行キネマティクスをリアルタイム推定する手法を提案した。
原題: Modelling and Estimation of Human Walking Gait for Physical Human-Robot Interaction ／ Yash Vyas, Mike Allenspach, Christian Lanegger 他
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仮想制約設計と複数Lyapunov解析による3次元二足歩行のグローバル位置追従制御
足着地衝撃を考慮した仮想制約とLyapunov解析に基づき、3次元二足ロボットが目標の時間変化する位置軌道を漸近的に追従する非線形制御手法を提案し、20関節ロボットの実験で有効性を示した。
原題: Global-Position Tracking Control of 3-D Bipedal Walking via Virtual Constraint Design and Multiple Lyapunov Analysis ／ Yan Gu, Yuan Gao, Bin Yao 他
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鋼線伝達脚ロボットの非線形アクティブコンプライアンス制御による衝撃緩和
鋼線伝達式脚ロボット向けに、非線形アクティブコンプライアンス制御とアクティブインピーダンス制御を組み合わせた脚運動制御系を構築し、受動ばねなしで高速動歩行時の衝撃緩和と脚位置追従を実現した。
原題: Impact Mitigation for Dynamic Legged Robots with Steel Wire Transmission Using Nonlinear Active Compliance Control ／ Junjie Yang, Hao sun, Hao An 他
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起伏地形を歩く二足歩行ロボットのための効率的な随時CLF反応型計画システム
低頻度のRRT*経路計画と高頻度のCLFベース反応制御を組み合わせ、未知の起伏地形や混雑環境で二足歩行ロボットCassie Blueを滑らかに誘導する計画システムを提案・実機検証した。
原題: Efficient Anytime CLF Reactive Planning System for a Bipedal Robot on Undulating Terrain ／ Jiunn-Kai Huang, Jessy W. Grizzle
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軟体空気圧脚式ロボットの位置制御と可変高さ軌道追従
軟体空気圧脚式ロボットに閉ループ制御を導入し、平地での直線・曲線・高さ変化を伴う軌道追従を実験的に実現した。
原題: Position Control and Variable-Height Trajectory Tracking of a Soft Pneumatic Legged Robot ／ Zhichao Liu, Konstantinos Karydis
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連続的に変化する人間の歩行・走行・階段昇降における下肢の運動学と動力学データセット
速度や傾斜が連続的に変化する歩行・走行・階段昇降や、動作間の遷移を含む下肢の運動学・動力学データセットを10名分計測・公開した論文。
原題: Lower-limb kinematics and kinetics during continuously varying human locomotion ／ Emma Reznick, Kyle R. Embry, Ross Neuman 他
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固有感覚アクチュエーションを持つヒューマノイドWalker3の動的バランス制御：アルゴリズム・ソフトウェア・ハードウェアの体系設計
ヒューマノイドロボットWalker3において、階層型全身制御と関節摩擦のモデル同定を組み合わせ、リアルタイム計算可能な制御系を構築して外乱下での動的バランス性能を実証した論文。
原題: Dynamic Balancing of Humanoid Robot Walker3 with Proprioceptive Actuation: Systematic Design of Algorithm, Software and Hardware ／ Yan Xie, Jiajun Wang, Hao Dong 他
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L-systemで生成される形態進化ロボットによる歩行学習
モジュール式ロボットの身体と脳を同時進化させ、生涯学習(RevDEknn)を組み合わせることで、脳と身体のミスマッチを緩和し、より高い適応度と形態進化を実現することを示した研究。
原題: Gait-learning with morphologically evolving robots generated by L-system ／ Jie Luo, Daan Zeeuwe, Agoston E. Eiben
日本語で読む → - 論文歩行機械学習
クロスモーダルTransformerによる視覚誘導型四足歩行のエンドツーエンド学習
固有感覚と深度画像をTransformerで統合し、障害物や不整地を先読みして歩行する四足ロボットの強化学習手法を提案。シミュレーションから実機へ転移し、未知環境での汎化性能を大幅に向上させた。
原題: Learning Vision-Guided Quadrupedal Locomotion End-to-End with Cross-Modal Transformers ／ Ruihan Yang, Minghao Zhang, Nicklas Hansen 他
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メタ学習による四足ロボットの歩行適応
メタ強化学習を用いて、多様な歩行タスクに適応できる四足ロボットを訓練し、単一タスク専用のロボットと同等の性能を達成した。
原題: Adaptation of Quadruped Robot Locomotion with Meta-Learning ／ Arsen Kuzhamuratov, Dmitry Sorokin, Alexander Ulanov 他
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高速学習を備えた汎用モジュラーニューラル歩行制御
動物の歩行に着想を得て、行動ごとの制御モジュールを逐次追加しながら高速に学習できるモジュラー型ニューラル歩行制御を提案し、6脚ロボットの複雑環境適応と実機実証を示した。
原題: Versatile modular neural locomotion control with fast learning ／ Mathias Thor, Poramate Manoonpong
日本語で読む → - 論文外骨格/歩行相識別ロボティクス
ニューラルネットワークによる歩行相識別で下肢外骨格を滑らかに透過制御
下肢外骨格の滑らかな透過制御のため、関節運動学に基づく歩行相分割をニューラルネットワークで非線形化し、線形回帰と比較した上でオンライン実装を被験者で検証した。
原題: Identification of Gait Phases with Neural Networks for Smooth Transparent Control of a Lower Limb Exoskeleton ／ Vittorio Lippi, Cristian Camardella, Alessandro Filippeschi 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
固有感覚リニア脚を備えた四足歩行のための適応制御アルゴリズム
ペイロードの慣性パラメータと重心位置をオンライン推定し、逆動力学ベースのQP制御に組み込むことで、高ペイロード四足歩行の追従精度を向上させる適応制御手法ACQLを提案し、実機で20〜75kgの荷物に対して有効性を検証した。
原題: An Adaptive Control Algorithm for Quadruped Locomotion with Proprioceptive Linear Legs ／ Bingchen Jin, Yueheng Zhou, Ye Zhao 他
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