基于生物力学的二足人oid机器人足球踢球方法
机器人学
2024-07-23 v1
摘要
足球踢球是一种复杂的全身动作，要求对各种运动动作进行精密协调。要在二足人oid机器人上实现此类动态运动，机器人需要同时：1) 将高动能传递给踢球的腿部，2)维持整个身体的平衡与稳定性，3)管理踢球瞬间来自球的冲击扰动。先前的机器人足球踢球研究常侧重稳定性，导致运动过于保守的准静态运动。本文提出了一种受生物力学启发的控制框架，利用轨迹优化和模仿学习以实现二足人oid机器人高度动态的足球踢球。我们对人类足球踢球生物力学进行深入分析，识别出关键运动约束。基于此理解，我们设计了符合动力学约束的轨迹，然后作为模仿学习的参考以develop robust反馈控制策略。我们通过对一台名为PresToe的人类化25自由度双足人oid机器人的仿真实验，展示了本方法的有效性。该机器人配备了7自由度的腿部，包括一个独立驱动的脚趾。运用本框架，PresToe能够执行动态踝踢动作，将球以超过11m/s的速度射出。
引用
@article{arxiv.2407.14612,
title = {A Biomechanics-Inspired Approach to Soccer Kicking for Humanoid Robots},
author = {Daniel Marew and Nisal Perera and Shangqun Yu and Sarah Roelker and Donghyun Kim},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.14612},
year = {2024}
}