几何织物：推广经典力学以捕捉行为物理学
机器人学
2022-01-20 v2 系统与控制
系统与控制
摘要
经典力学系统是几何控制中能量整形方法的控制器设计核心。然而，其表达能力受限于仅依赖位置度规以及度规与几何的紧密关联。近期关于黎曼运动策略（RMPs）的研究表明，摆脱这些限制可得到强大的设计工具，但代价是丧失理论稳定性保证。在本文中，我们将经典力学推广至我们称之为几何织物的体系，其表达能力与理论使得所设计系统在实践中优于RMPs。几何织物严格推广了经典力学，通过首先将其推广至Finsler几何，然后显式弯曲以塑造其行为同时保持稳定性，从而形成一种全新的行为物理学。我们发展了织物的理论，并给出了一系列检验其理论性质的受控实验，以及一组机器人系统实验，展示了相对于RMPs精心工程化且鲁棒实现的性能提升，而后者是我们当前最先进的控制器设计。
引用
@article{arxiv.2109.10443,
title = {Geometric Fabrics: Generalizing Classical Mechanics to Capture the Physics of Behavior},
author = {Karl Van Wyk and Mandy Xie and Anqi Li and Muhammad Asif Rana and Buck Babich and Bryan Peele and Qian Wan and Iretiayo Akinola and Balakumar Sundaralingam and Dieter Fox and Byron Boots and Nathan D. Ratliff},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.10443},
year = {2022}
}