In this work, we propose a geometric framework for analyzing mechanical manipulation, for instance, by a robotic agent. Under the assumption of conservative forces and quasi-static manipulation, we use energy methods to derive a metric. In the first part of the paper, we review how quasi-static mechanical manipulation tasks can be naturally described via the so-called force-space, i.e. the cotangent bundle of the configuration space, and its Lagrangian submanifolds. Then, via a second order analysis, we derive the control Hessian of total energy. As this is not necessarily positive-definite, from an optimal control perspective, we propose the use of the squared-Hessian, also motivated by insights derived from both mechanics (Gauss' Principle) and biology (Separation Principle). In the second part of the paper, we apply such methods to the problem of an elastically-driven, inverted pendulum. Despite its apparent simplicity, this example is representative of an important class of robotic manipulation problems for which we show how a smooth elastic potential can be derived by regularizing mechanical contact. We then show how graph theory can be used to connect each numerical solution to `nearby' ones, with weights derived from the very metric introduced in the first part of the paper.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

迄今为止,产品设计师最友好的交互动画软件。

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
11+阅读 · 2018年1月18日
VIP会员
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员