分段仿射曲率模型：超越PCC的软体机器人-环境交互降阶模型
机器人学
2022-11-21 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
软体机器人因其能够实现柔顺且复杂的人机环境交互而备受赞誉。软体机械臂或细长的连续体结构机器人有潜力利用这些交互来实现新的探索与操作能力以及安全的人机交互。然而，交互或外力扰动导致软体结构在无限自由度(DOF)空间中变形。为控制此类系统，需要降阶模型；典型模型考虑分段常曲率截面，尽管外力常使结构偏离常曲率假设而变形。本工作中，我们分析了计算可处理性与建模精度之间的权衡。随后我们提出一种新的运动学模型，即分段仿射曲率(PAC)模型，并从理论与实验上加以验证，表明该高阶模型在外力扰动下能更好地捕捉软体连续体机器人的构型。与当前最先进的分段常曲率(PCC)模型相比，我们展示了软体连续体机器人末端位置误差降低多达30%。
引用
@article{arxiv.2211.10188,
title = {Piecewise Affine Curvature model: a reduced-order model for soft robot-environment interaction beyond PCC},
author = {Francesco Stella and Qinghua Guan and Jinsong Leng and Cosimo Della Santina and Josie Hughes},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.10188},
year = {2022}
}
备注
Submitted to IEEE RoboSoft 2023