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四足机器人脊柱控制策略:探索系统动态响应与人类视角之间的相关性

机器人学 2025-05-06 v1 人机交互 系统与控制 系统与控制

摘要

与其生物姐妹不同,大多数现有的四足机器人由刚性车身构成,这导致运动呈现出类似甲虫或明显机器人的特征,缺乏哺乳动物运动的自然流畅性。现有文献中关于具有脊柱配置的四足机器人主要关注能源效率,不考虑人类-机器人交互场景中的影响。我们的贡献包括:对四足机器人四自由度脊柱的各种轨迹生成策略进行初始调查,以及分析这些方法对人类对步态自然性感知的影响(与固定脊柱基线进行比较)。在步行、跑姿和转向仿真视频中对这些策略进行评估。在开发的四种不同策略中,优化时间可变和脚踏跟踪策略在50名参与者的随机试验中被认为比基线更自然。尽管没有策略相对于无脊柱基线显示出能源效率的改进,但一些策略在较高速度下表现出更好的脚掌一致性。鉴于更自然的运动模式吸引更大的好感,這种类型的机器人在需要考虑能源效率的社交机器人场景中显示出潜力,例如在老年护理领域。

关键词

引用

@article{arxiv.2505.02414,
  title  = {Quadrupedal Spine Control Strategies: Exploring Correlations Between System Dynamic Responses and Human Perspectives},
  author = {Nicholas Hafner and Chaoran Liu and Carlos Ishi and Hiroshi Ishiguro},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2505.02414},
  year   = {2025}
}

备注

27 pages, 13 figures