SoftNash:用于非冲突式虚拟 fixture 的熵正则化纳什博弈
机器人学
2025-12-01 v1 人机交互
摘要
虚拟 fixture(VFs)改善了遥操作中的精度,但常常会``与用户``产生冲突,导致精神负荷增加并削弱自主感。我们提出 Soft-Nash 虚拟 fixture 方案,这是一种基于博弈论的共享控制策略,通过对经典两玩家线性-二次(LQ)纳什解的施加力量权重来实现柔化。这种做法仅需一个直观可解释的标量参数 即可调节控制器的自信度:当 时,恢复硬性、以性能为导向的纳什/虚拟 fixture 控制器;当 增大时,控制器的增益和反馈被降低,但保留平衡结构和闭环稳定性的连续性。我们从 KL 正则化信任区域和最大熵视角分别推导 Soft-Nash,得到一种闭式机器人最佳响应方案,该方案随着 的增大逐渐削弱控制器的权威性,并使 fixture 与操作员的输入保持一致。我们在 6 自由度的触觉设备上实现 Soft-Nash,用于 3D 跟踪任务()。在 (尤其是 )的适中柔软度下,跟踪误差与调校后的经典 VF 相比统计上无显著差异,但显著降低了控制器与用户之间的冲突,降低了 NASA-TLX 负荷,并提升了自主感(SoAS)。综合性的 BalancedScore 指标(结合归一化精度和非冲突行为)在 附近达到峰值。这些结果表明,仅需一个参数的 Soft-Nash 策略即可在保持精度的同时提升舒适性和感知自主感,为实现触觉和遥操作中的可 personalization 化共享控制提供了实用且可解释的路径。
关键词
引用
@article{arxiv.2511.22087,
title = {SoftNash: Entropy-Regularized Nash Games for Non-Fighting Virtual Fixtures},
author = {Tai Inui and Jee-Hwan Ryu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.22087},
year = {2025}
}