软体赛博章鱼臂的最优控制
最优化与控制
2023-04-25 v2 机器人学
系统与控制
系统与控制
摘要
在本文中，我们使用最优控制方法控制柔性的弹性 Cosserat 杆。其灵感来自章鱼臂在多种操作任务（如伸展或取物）中观察到的刻板运动模式。为帮助揭示这些观测形态背后的机制，我们概述了一个基于最优控制的框架。单条章鱼臂被建模为哈密顿控制系统，其中臂的连续介质力学基于 Cosserat 杆理论建模，内部分布的肌肉力与力偶被视为控制。针对该无限维系统 formulated 的最优控制问题，推导了一阶必要性最优条件。该问题的解通过迭代前向-后向算法数值获得。状态与伴随方程在动态仿真环境中求解，为研究更广泛的最优控制问题奠定基础。展示了最小化控制努力的轨迹，并与观测行为进行了定性比较。
引用
@article{arxiv.2010.01226,
title = {Optimal Control of a Soft CyberOctopus Arm},
author = {Tixian Wang and Udit Halder and Heng-Sheng Chang and Mattia Gazzola and Prashant G. Mehta},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.01226},
year = {2023}
}