通过质心速度奖励与Sim-to-Real技术学习富含冲击的旋转机动：以单腿跳跃器空翻为例
机器人学
2025-08-27 v3
摘要
动态旋转机动，如前空翻，本质上涉及大角动量的产生和强烈的冲击力，这对强化学习和从仿真到现实（sim-to-real）的迁移提出了重大挑战。在这项工作中，我们提出了一个通用框架，通过基于质心速度的奖励和考虑执行器特性的sim-to-real技术，来学习和部署富含冲击、旋转密集的行为。我们发现传统的连杆级奖励公式无法诱导真正的全身旋转，并引入了一种能精确捕捉系统整体旋转动力学的质心角速度奖励。为了在极端条件下弥合sim-to-real差距，我们对电机工作区域（MOR）进行建模，并施加传动负载正则化，以确保真实的扭矩指令和机械鲁棒性。以单腿跳跃器前空翻作为代表性案例研究，我们展示了首次成功实现完整前空翻的硬件演示。我们的结果强调，融入质心动力学和执行器约束对于可靠执行高动态运动至关重要。补充视频可在以下链接获取：https://youtu.be/atMAVI4s1RY
引用
@article{arxiv.2505.12222,
title = {Learning Impact-Rich Rotational Maneuvers via Centroidal Velocity Rewards and Sim-to-Real Techniques: A One-Leg Hopper Flip Case Study},
author = {Dongyun Kang and Gijeong Kim and JongHun Choe and Hajun Kim and Hae-Won Park},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.12222},
year = {2025}
}