Responsive contact motion generation for humanoid robots

人形机器人的响应式接触运动生成

基本信息

批准号：
21H03521
负责人：
田崎勇一
金额：
$ 8.9万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H03521/
关键词：
人型ロボット転倒回避多点接触運動生成転送回避制御

项目摘要

計画第二年度である本年度は，研究課題である多点接触運動の即応的生成手法のアルゴリズムへの実装および動力学シミュレーション環境での評価を進めた．昨年度から継続している二足歩行ロボットの転倒回避制御に関しては，環境の多様性への対応の第一歩として，異なる路面摩擦係数を想定した転倒回避運動データベースを複数事前に生成し，これを実際の路面状況に応じて切り替えて使用する方式を検討した．具体的な成果を得るところまでは進捗していないので，次年度も検討を継続する．多点接触を伴う運動計画に関して，動的計画法と接触系列の局所探索にもとづくアルゴリズムを開発し，動力学シミュレーション上で歩行，走行，ジャンプ，手すりを用いた移動などの運動生成を実現した．現状では接触の系列は別途決定し，軌道計画器に指示する方法が一般的であるが，本手法を用いれば接触系列と軌道を同時に自動生成することが可能となるので，多様な環境におけるロボットの自律性向上に大きく寄与すると期待できる．また，従来の接触計画法は組み合わせ爆発におちいることが課題であったが，本手法で考案した局所探索を用いれば，実用的な計算時間で様々な接触系列を計画できることが明らかとなった．手法の実機検証へ向けたパラレルリンク式二足歩行ロボットについては開発をほぼ完了し，基礎的な歩行試験を終えた．直近の学術講演会にて発表の予定である．自由度の関係から多点接触運動の検証には不向きであるので，主に転倒回避運動の性能評価プラットフォームとして活用する予定である．

今年是计划的第二年，我们实施了该方法的研究主题，以在算法中生成响应式多点接触运动，并在动态模拟环境中对其进行了评估。关于自去年以来一直持续的秋季避免控制，作为处理环境多样性的第一步，我们考虑了一种方法，在这种方法中，多次避免避免运动数据库，这些数据库假定会提前生成不同的道路摩擦系数，然后根据实际的道路表面情况进行切换并使用它们。由于尚未取得混凝土结果的进展，我们将在下一个财政年度继续考虑这一点。对于具有多点接触的运动计划，开发了基于动态编程和局部搜索接触序列的算法，并在动态模拟中实现了步行，跑步，跳跃，跳动，跳跃和运动之类的运动产生。当前，一种分别确定接触顺序并指示轨道规划师的方法很常见，但是使用此方法可以自动同时生成接触序列和轨道，这可以预期可以显着贡献各种环境中机器人自治的改善。此外，尽管传统的接触计划方法的挑战是引起组合爆炸，但已经揭示了使用使用此方法设计的本地搜索，但是可以在实际计算时间内计划各种接触序列。对该方法实践验证的平行链路的开发几乎已经完成，并且已经完成了基本的步行测试。它计划在最近的学术演讲中介绍。由于自由度之间的关系，它不适合验证多点接触运动，因此它将主要用作秋季回避运动的性能评估平台。

项目成果

期刊论文数量（7）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Model predictive control of legged and humanoid robots: models and algorithms

DOI：
10.1080/01691864.2023.2168134
发表时间：
2023-02
期刊：
Advanced Robotics
影响因子：
2
作者：
S. Katayama;Masaki Murooka;Y. Tazaki
通讯作者：
S. Katayama;Masaki Murooka;Y. Tazaki

A continuous-time walking pattern generator for realizing seamless transition between flat-contact and heel-to-toe walking

DOI：
10.1080/01691864.2022.2120774
发表时间：
2022-09
期刊：
Advanced Robotics
影响因子：
2
作者：
Y. Tazaki;Satomi Hanasaki;Soh Yukizaki;Yugo Mitazono;Hikaru Nagano;Y. Yokokohji
通讯作者：
Y. Tazaki;Satomi Hanasaki;Soh Yukizaki;Yugo Mitazono;Hikaru Nagano;Y. Yokokohji

人型ロボットのかかと接地・つま先離地による高速歩行のための遊脚軌道の設計

足跟接触、足趾释放的仿人机器人高速行走自由腿轨迹设计