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IROS 2020 | 在线双足腿轮机器人的运动规划与控制

  • 2020.10.28
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太平洋时间10月25日,2020 IROS 正式举办,AIRS 共发表9篇文章,两篇获最佳奖提名。

        10月25日,机器人与智能系统领域最著名、影响力最大的顶级学术会议—— IEEE智能机器人与系统国际会议(IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, IROS)正式召开。AIRS 共有九篇论文被本届 IROS 接收,其中更有两篇获最佳奖提名。会议举行期间,AIRS 也带着大家一起来学习观摩这几篇论文。

        今天带来的是 AIRS 国际合作项目 Sethu Vijayakumar 教授作为通讯作者的三篇论文。以下介绍的是 Online Dynamic Motion Planning and Control for Wheeled Biped Robots(在线双足腿轮机器人的运动规划与控制)一文。

研究背景

        轮足机器人结合了轮式机器人在平坦路面上的能量效率高和足式机器人在崎岖路面上的越野能力强的优点。最近出现的腿轮机器人平台,如Wheeled-ANYmal、ASCENTO和Handle都展示了巨大的应用潜力。

研究概要

        本文介绍了一种规划和控制框架,以实现轮式两足机器人的动态运动。我们提出将Cart-LIPM用作滚动运动的模型,欠驱动的LIPM用作行走运动的模型。然后生成的轨迹由逆动力学全身控制器来跟踪,该控制器协调所有关节(包括车轮)的运动。该框架具有层级结构,并以模型预测控制(MPC)方式实现。为验证所提出的混合运动生成方法,在仿真中我们设计了两种涉及不同类型障碍物的场景。据我们所知,这是首次在轮式双足机器人上展示这种在线生成的动态混合运动。

        本文第一作者为英国爱丁堡大学的博士后研究员辛松晏。他是 AIRS 与英国爱丁堡大学的国际联合研究项目(移动协作机器人:解决现实世界的挑战)中“多点接触运动规划”分支的小组长, 目前他的研究领域为利用控制,优化和机器学习以生成足式机器人的动态运动。在加入爱丁堡大学前,他师从Dr. Nikolaos Tsagarakis,并获得了意大利技术研究院和热那亚大学联合授予的生物工程与机器人博士学位。本文的通讯作者为 Sethu Vijayakumar 教授,他是爱丁堡大学信息学院终身教授、爱丁堡机器人中心主任、阿兰·图灵研究所联合主任、英国爱丁堡皇家学会会员。研究领域涉及机器人、统计机器学习、运动控制、自主系统规划和优化以及计算神经科学等。Sethu Vijayakumar 教授是我院国际合作项目的项目负责人之一,和我院的林天麟教授共同合作开展英国爱丁堡大学与 AIRS 的国际联合研究项目“移动协作机器人:解决现实世界的挑战”。林天麟教授为香港中文大学(深圳)助理教授,同时也是我院的智能机器人研究中心主任。

致谢

        该研究论文是由英国工程与物理科学研究委员会资助的未来太空人工智能及机器人技术项目(FAIR-SPACE:EP/R026092/1)、欧盟地平线2020 (H2020)资助的运动记忆项目(MEMMO, ID: 780684)和深圳市人工智能与机器人研究院(2019-ICP002)共同资助完成。感谢Traiko Dinev、Vladimir Ivan、Matt Timmons-Brown和 Daniel Gordon在论文撰写中给予的反馈。

相关阅读:

        Online Dynamic Motion Planning and Control for Wheeled Biped Robots

        国际联合研究项目(AIRS x UoE)-移动协作机器人:解决现实世界的挑战

       AIRS国际合作——国际联合研究项目,国际联合博士后项目和国际学术交流项目