面向上肢外骨骼的语义感知、安全且意图融合的辅助框架
机器人学
2025-08-15 v1
摘要
上肢外骨骼主要设计用于通过准确解释和响应人类意图来提供辅助支持。在居家护理场景中，外骨骼预期能够根据任务的语义信息调整其辅助配置，根据所操作物品的性质进行相应调整。然而，现有解决方案往往缺乏理解任务语义或与用户协作规划动作的能力，限制了其普适性。为解决此挑战，本文引入一种语义感知框架，将大型语言模型集成到任务规划框架中，实现安全且意图融合的辅助。该方法首先在透明模式下运行外骨骼，以捕获佩戴者在抓取物品时的意图。随后，从任务描述中提取语义信息后，系统自动配置适当的辅助参数。此外，采用基于扩散模型的异常检测器用于持续监控人机交互状态，以检测到异常情况时触发实时重规划。在任务执行期间，使用在线轨迹细化和阻抗控制确保安全并调节人机交互。实验结果表明，所提方法有效地与佩戴者的认知相吻合，适应语义变化的任务，并可靠地响应异常情况。
引用
@article{arxiv.2508.10378,
title = {A Semantic-Aware Framework for Safe and Intent-Integrative Assistance in Upper-Limb Exoskeletons},
author = {Yu Chen and Shu Miao and Chunyu Wu and Jingsong Mu and Bo OuYang and Xiang Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.10378},
year = {2025}
}