接触信息流与柔顺性设计

在富含接触的操作中识别接触变化可检测任务状态或错误，从而提升鲁棒性与自主性。接触检测能力受机器人机电设计影响，尤其是其物理柔顺性。既有方法可针对接触性能的诸多方面（如峰值接触力、运动/力控制带宽）设计物理柔顺性，但基于时不变动态模型。接触模态的变化是机器人-环境耦合动态的离散改变，既有设计方法不易考量。为设计可在线鲁棒检测接触模态变化的机器人，本文研究机电设计如何改进接触估计，重点关注柔顺性位置与程度的影响。提出信息增益的设计度量，衡量位置/力测量在多大程度上降低接触模态估计的不确定性。该信息增益针对完全与部分观测系统建立，因机器人关节柔性或环境惯性可致部分可观测性。多种柔顺设置的硬件实验验证：信息增益可预测（i）富含接触装配监控与（ii）碰撞检测中接触被检测的速度与确定性。