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最新論文: 2021/7/1 ／ arXivを3時間ごとに自動収集
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ピッチフォーク分岐を利用した多脚ロボットの高度旋回運動
柔軟な体軸を持つ12脚ロボットにおいて、体軸柔軟性の変化によりピッチフォーク分岐を経て直進が不安定化し湾曲歩行へ遷移することを発見し、その分岐特性に基づく簡易制御器で優れた旋回運動を実現した。
原題: Advanced turning maneuver of a multi-legged robot using pitchfork bifurcation ／ Shinya Aoi, Ryoe Tomatsu, Yuki Yabuuchi 他
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カバレッジ指標による歩容ライブラリの最適化
ロボットの移動プリミティブ集合の有用性を測る「カバレッジ」指標を提案し、シミュレーションと実機で最適化できること、故障後も素早く歩容を回復できることを示した。
原題: Optimizing Gait Libraries via a Coverage Metric ／ Brian Bittner, Shai Revzen
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深層FBSDEを用いた歩行のための運動制御学習
深層前方後方確率微分方程式(FBSDE)に基づく制御アルゴリズムを提案し、状態制約を組み込んでLIPMの歩行タスクで検証した論文。
原題: Learning Locomotion Controllers for Walking Using Deep FBSDE ／ Bolun Dai, Virinchi Roy Surabhi, Prashanth Krishnamurthy 他
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脚式ロボットのための高速モータ適応
四足歩行ロボットが未知の地形や負荷変化に瞬時に適応できるよう、シミュレーションのみで訓練した基本ポリシーと適応モジュールを組み合わせたRMAアルゴリズムを提案し、実機A1で多様な地形での高い性能を示した。
原題: RMA: Rapid Motor Adaptation for Legged Robots ／ Ashish Kumar, Zipeng Fu, Deepak Pathak 他
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障害物を跳び越えて自律走行する四足ロボットのナビゲーション
歩行とジャンプを組み合わせ、窓型障害物を跳び越えながら目的地まで自律移動する四足ロボットのナビゲーションフレームワークを提案し、Mini Cheetahで実証した。
原題: Autonomous Navigation for Quadrupedal Robots with Optimized Jumping through Constrained Obstacles ／ Scott Gilroy, Derek Lau, Lizhi Yang 他
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五節リンク機構を用いたロボットトカゲの設計と解析
五節リンク機構を組み合わせてトカゲ型ロボットの脚を駆動する新しい機構を設計し、ベクトルループ法による位置解析とサーボモータ制御のプロトタイプで検証した論文。
原題: Design and Analysis of a Robotic Lizard using Five-Bar Mechanism ／ Rajashekhar V S, Dinakar Raj C K, Vishwesh S 他
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論理規則で四足歩行ポリシーを学習する
足の接地パターンを論理規則（Reward Machine）で記述し、多様な歩容を効率的に学習・実行時に歩行周波数も調整できる手法を提案した。
原題: Learning Quadruped Locomotion Policies using Logical Rules ／ David DeFazio, Yohei Hayamizu, Shiqi Zhang
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制御リアプノフ関数による柔軟ハイブリッドゼロダイナミクス歩行
柔軟モデルのCassieをハイブリッドシステムとして定式化し、歩容ライブラリと制御リアプノフ関数を組み合わせた最適化ベースのトルク制御で、理論保証付きの3次元動的歩行を実機で実現した。
原題: Control Lyapunov Functions for Compliant Hybrid Zero Dynamic Walking ／ Jenna Reher, Aaron D. Ames
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最適化に基づく四脚ハイブリッド車輪脚移動
脚と車輪を同時に協調制御する四脚ロボットのハイブリッド移動について、接触力や摩擦円錐を考慮した軌道計画を最適化問題として定式化した論文。
原題: Optimization-Based Quadrupedal Hybrid Wheeled-Legged Locomotion ／ Italo Belli, Matteo Parigi Polverini, Arturo Laurenzi 他
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報酬適応型強化学習：二足歩行のための動的方策勾配最適化
複数の報酬成分ごとに価値関数を学習し動的重み付けで方策勾配を統合するHDPGを提案し、二足歩行制御で従来の報酬和手法を上回り実機転移も示した。
原題: Reward-Adaptive Reinforcement Learning: Dynamic Policy Gradient Optimization for Bipedal Locomotion ／ Changxin Huang, Guangrun Wang, Zhibo Zhou 他
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軌道最適化のデモンストレーションを用いたロバスト歩行のためのモデルフリー強化学習
軌道最適化で生成した単一のデモを初期探索に活用し、その後タスク報酬を直接最適化する2段階の強化学習で、実機に追加学習なしで展開可能なロバスト方策を四足ロボットの跳躍・走行タスクで実現した。
原題: Model-free Reinforcement Learning for Robust Locomotion using Demonstrations from Trajectory Optimization ／ Miroslav Bogdanovic, Majid Khadiv, Ludovic Righetti
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地形知覚不要の四脚ロボットによる多様地形での旋回運動：モデリング・解析・実験検証
不整地での旋回時に生じる位置ドリフトを抑えるため、足先運動学モデルとCoM計画法を改良し、LQRで追従制御する手法を提案。平地・階段・斜面で小型四脚ロボットによる実験で有効性を検証した。
原題: Terrain-perception-free Quadrupedal Spinning Locomotion on Versatile Terrains: Modeling, Analysis, and Experimental Validation ／ Hongwu Zhu, Dong Wang, Nathan Boyd 他
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ゴキブリの神経構造に着想を得た六脚ロボットのリズミカルな歩行制御
ゴキブリの単純な中枢神経系と脚の形態を模倣し、計算負荷の低い中枢パターン生成器と脚間協調による六脚ロボットの歩行モデルを構築、捕食者-被食者実験と強化学習で検証した。
原題: Bio-inspired Rhythmic Locomotion in a Six-Legged Robot ／ Advait Lonkar, Sarthak Khoche, Shrisha Rao
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強化学習による非剛体地形上の四脚歩行
足で押すと上下に動く弾性タイル地形を対象に、エンドエフェクタの履歴と速度を観測に含めることで四脚ロボットの歩行を強化学習で獲得した。
原題: Quadruped Locomotion on Non-Rigid Terrain using Reinforcement Learning ／ Taehei Kim, Sung-Hee Lee
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不整地走行のためのリスク考慮型コストマップ学習
脚式ロボットの不整地ナビゲーション向けに、走行可能性コストの裾リスク（CVaR）をニューラルネットで学習し、外れ値に頑健なコストマップを生成する手法を提案した。
原題: Learning Risk-aware Costmaps for Traversability in Challenging Environments ／ David D. Fan, Sharmita Dey, Ali-akbar Agha-mohammadi 他
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モデル予測制御による四脚ロボットの地形適応型歩容遷移
MPCを用いて地形に応じて歩容を切り替え、外乱補正や転倒回避を実現する四脚ロボットの制御手法を提案し、Webots上のSpotで検証した。
原題: Terrain Adaptive Gait Transitioning for a Quadruped Robot using Model Predictive Control ／ Prathamesh Saraf, Abhishek Sarkar, Arshad Javed
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人間の歩容を模倣する制御方策の学習
骨格モデルと筋骨格モデルの両方で人間の歩行・走行・跳躍を模倣する強化学習フレームワークを構築し、筋腱駆動の優位性を示した。
原題: Learning Control Policies for Imitating Human Gaits ／ Utkarsh A. Mishra
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可変高さ倒立振子のバランス制御のための瞬時捕捉入力
脚式ロボットのバランス制御において、重心高さが変化する可変高さ倒立振子モデルに対し、瞬時捕捉点を拡張した「瞬時捕捉入力」を導入し、捕捉可能状態の解析的領域とオンライン最適フィードバックゲインを持つ制御器を提案した。
原題: Instantaneous Capture Input for Balancing the Variable Height Inverted Pendulum ／ Junwei Liu, Hua Chen, Patrick M. Wensing 他
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可視性ポリゴンを用いた静的・動的シーンでのリダイレクテッドウォーキング
ロボットの動作計画の手法を取り入れ、可視性ポリゴンで歩行可能空間を表現することで、物理空間と仮想空間の対応を保ちながらユーザーを衝突なく誘導するリダイレクテッドウォーキング手法を提案し、既存手法よりリセット回数を大幅に削減した。
原題: Redirected Walking in Static and Dynamic Scenes Using Visibility Polygons ／ Niall L. Williams, Aniket Bera, Dinesh Manocha
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深層強化学習による全方位二足歩行
単一のニューラルネットワークで二足歩行ロボットの全方位移動を学習させるDRL手法を提案し、目標速度を段階的に難しくするカリキュラム学習とsim-to-real転移により実機で動作させた。
原題: DeepWalk: Omnidirectional Bipedal Gait by Deep Reinforcement Learning ／ Diego Rodriguez, Sven Behnke
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エネルギーコストゼロで歩行する3次元二足モデル
足と地面の衝突を完全に排除することでエネルギー損失なしに歩行できる3次元剛体二足モデルを提案し、その無衝突歩行の解析解と数値解を示した。
原題: Three-dimensional bipedal model with zero-energy-cost walking ／ Sergey Pankov
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脚式ロボットにおける動的動作プリミティブ間の安全な遷移の検証
動的動作プリミティブ間の遷移を安全に判定する枠組みを定式化し、四脚ロボットで立ち上がり・歩行・跳躍の遷移を実験的に実現した。
原題: Verifying Safe Transitions between Dynamic Motion Primitives on Legged Robots ／ Wyatt Ubellacker, Noel Csomay-Shanklin, Tamas G. Molnar 他
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相補性制約を用いた多脚壁面登攀ロボットの遷移動作計画
地面から壁面への移行を含む多脚ロボットの登攀動作を、接触制約と脚の切り替えを相補性条件としてモデル化し、非線形計画問題として解くことで足配置と接触力の実現可能な系列を生成した。6脚ロボットSiLVIAで実機検証を行った。
原題: Transition Motion Planning for Multi-Limbed Vertical Climbing Robots Using Complementarity Constraints ／ Jingwen Zhang, Xuan Lin, Dennis W Hong
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市販四足歩行ロボットを異種ロボットチームへ導入する試み
Ghost RoboticsのVision 60とBoston DynamicsのSpotを異種ロボットチームに統合し、統合時の課題や不整地走行実験を通じて実環境展開の知見を示した。
原題: Deploying COTS Legged Robot Platforms into a Heterogeneous Robot Team ／ Benjamin Tam, Thomas Molnar, Fletcher Talbot 他
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動的四足歩行ロボットによる急峻な粒状火星類似斜面の踏破
火星類似の粒状斜面を歩行するため、受動適応型足裏とグローサを開発し、最大25度の斜面で静的・動的歩行を初めて実証した。
原題: Traversing Steep and Granular Martian Analog Slopes With a Dynamic Quadrupedal Robot ／ Hendrik Kolvenbach, Philip Arm, Elias Hampp 他
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粘弾性環境モデリングによるヒューマノイドロボットの動作制御
環境をバネ-ダンパ系の連続体としてモデル化し、大きな接触面でも使える接触力・トルク計算手法を提案。iCubの歩行シミュレーションで全身制御を検証し、剛体接触前提の従来手法との比較やモデル不確かさへの頑健性も分析した。
原題: Modeling of Visco-Elastic Environments for Humanoid Robot Motion Control ／ Giulio Romualdi, Stefano Dafarra, Daniele Pucci
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セルオートマトンとELMによるヒト歩行状態の予測と分類
セルオートマトンの規則で二足歩行の次状態を予測し、ELMで歩行データを分類して精度60%を達成した研究。
原題: Human Gait State Prediction Using Cellular Automata and Classification Using ELM ／ Vijay Bhaskar Semwal, Neha Gaud, G. C. Nandi
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ヒューマノイドの多様なバランス戦略と省エネ歩行のための到達可能性マップ
全身最適制御とロボット動力学を連成させた2段階非線形最適化で動的踏み出しの到達可能性マップを生成し、消費エネルギーと踏み出し位置・タイミングの関係を解析した研究。
原題: Reachability Map for Diverse Balancing Strategies and Energy Efficient Stepping of Humanoids ／ Christopher McGreavy, Zhibin Li
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環境適応型モデル予測制御による脚式ロコモーション
脚式ロボット向けに脚の可動性を最大化するコストを導入した実時間NMPCを提案し、段差や粗い地形への適応と外乱除去を実験で示した。
原題: Model Predictive Control with Environment Adaptation for Legged Locomotion ／ Niraj Rathod, Angelo Bratta, Michele Focchi 他
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パーキンソン病患者向けロボット歩行器と空気圧歩行支援装置の同時使用に関する研究
パーキンソン病患者のすくみ足と姿勢不安定を抑えるため、ロボット歩行器と空気圧人工筋による歩行支援装置を同時に使うシステムを提案し、健常者による直線歩行実験で歩幅増大と立脚期短縮を確認した。
原題: A Study on Simultaneous Use of a Robotic Walker and a Pneumatic Walking Assist Device Designed for PD Patients ／ Abdul Ali, Rikuo Kawamoto, Tomohiro Shibata
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