人体与人形机器人中用于关节载荷重分布的躯干俯仰振荡
机器人学
2019-09-10 v1
摘要
由于躯干欠驱动自由度使运动规划与控制困难，为人形机器人创建自然外观的奔跑步态是一项复杂任务。关于人体运动中躯干运动的研究尚不充分，且无从知将人体运动模式迁移至机器人的形式化方法。相关工作多聚焦下肢，并通过将躯干稳定于固定角度简化问题。相比之下，人类表现出显著的躯干运动，遵循步态的自然动力学。本工作中，我们使用带躯干的弹簧负载倒立摆模型（TSLIP）与虚拟点（VP）目标来产生躯干振荡并研究这些运动的影响。我们分析 VP 位置与前向速度如何决定躯干振荡的方向与幅度。我们表明将 VP 置于质心（CoM）下方可解释人体奔跑中观察到的前向躯干俯仰。VP 在 CoM 下方导致髋与腿的协同做功，降低腿部载荷。然而，其代价是峰值髋力矩增加。我们的结果为利用躯干运动重分布关节载荷并潜在提升人形机器人能效提供了见解。
引用
@article{arxiv.1909.03687,
title = {Trunk Pitch Oscillations for Joint Load Redistribution in Humans and Humanoid Robots},
author = {Özge Drama and Alexander Badri-Spröwitz},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.03687},
year = {2019}
}
备注
IEEE Humanoids 2019 Submitted and Accepted, 6 pages, 9 figures