面向人形机器人自适应形态的可变形覆盖层建模与控制
机器人学
2022-07-06 v2
摘要
本文朝着为人形机器人提供自适应形态能力迈出了一步。我们提出了一种使机器人覆盖层能够改变形状的系统性方法，其整体尺寸符合人形机器人的人体测量维度。更确切地说，我们提出了一种覆盖层概念，由两个主要部分组成：骨架，即称为节点（node）的基本元素的重复；以及软膜，其包裹覆盖层并随其运动而变形。本文聚焦于覆盖层骨架，并解决变形系统的节点设计、系统建模、电机定位和控制器设计等具有挑战性的问题。覆盖层建模聚焦于运动学，并提出了一种定义系统运动学约束的系统性方法。然后，我们应用遗传算法来找到电机位置，使变形覆盖层被完全驱动。最后，我们提出了允许覆盖层变形为时变形状的控制算法。通过分别对具有正方形尺寸且分别具有 3x3、4x8、8x8 和 20x20 个节点的四种不同覆盖层进行运动学仿真，验证了整个方法。对于每个覆盖层，我们应用遗传算法选择电机位置，并进行跟踪期望形状的仿真。仿真结果表明，所提出的方法确保覆盖层以良好的跟踪性能跟踪期望形状。
引用
@article{arxiv.2207.01025,
title = {Modeling and Control of Morphing Covers for the Adaptive Morphology of Humanoid Robots},
author = {Fabio Bergonti and Gabriele Nava and Luca Fiorio and Giuseppe L'Erario and Daniele Pucci},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.01025},
year = {2022}
}