穿上外套：基于可微布料模拟的双臂机器人辅助穿衣

开发用于穿衣任务的辅助机器人旨在增强人类便利性并改善身体障碍者的生活质量。然而，由于穿衣过程中衣物与人体肢体之间复杂的接触交互，大多数机器人辅助穿衣算法将衣物视为离散段的组合，因此难以处理接触约束下的部分穿着衣物。为了克服这一挑战，我们提出了一种新颖的机器人穿衣控制算法，该算法集成了实时可微布料模拟。该模拟算法采用显式迭代方案，并有意引入高阶扰动，以提高计算效率，同时在大时间步长条件下保持稳定性。通过模拟，我们解决了接触约束下的衣物状态，这进而支持了成功完成外套穿衣辅助的多阶段控制策略。为了进一步提高实时性能，我们引入了一个约束局部模型及其相应的优化求解器，允许对基于可微模拟的全局控制器进行高频局部补偿。最后，我们通过模拟和物理穿衣场景实验验证了我们的方法，最终证明了其可行性和有效性。