解冻社交导航：基于动力系统的机器人导航接触控制柔顺方法

大量研究致力于确保移动服务机器人的控制器遵循人际距离学及其他社交规则，以保证与行人之间保持安全且社交可接受的距离。然而，当机器人在拥挤区域行驶或遇到对抗性行人时，非自愿接触可能不可避免。作为对接触的响应而冻结机器人可能不利于旁观者的安全，并阻碍其完成任务。因此，必须对不可避免的接触进行控制，以确保机器人在行人通道中安全平稳地行驶。我们提出了一种集成到时不变动力学系统（DS）中的力限制与避障控制器，该闭环力控制器使机器人能够对接触或行人的突然出现做出即时反应。通过在检测到接触时调节速度指令，并在机器人意外撞到行人时通过主动柔顺控制吸收部分接触力，来降低碰撞风险。我们使用个人移动机器人——Qolo——评估了我们的方法，展示了被动和主动柔顺下的接触缓解效果。我们展示了机器人在速度低于1 m/s时，能够在设定接触力限制9 N以内克服对抗性行人。此外，我们评估了集成的避障功能，证明了机器人能够在不发生任何其他碰撞的情况下前进。