Legged robots have shown remarkable advantages in navigating uneven terrain. However, realizing effective locomotion and manipulation tasks on quadruped robots is still challenging. In addition, object and terrain parameters are generally unknown to the robot in these problems. Therefore, this paper proposes a hierarchical adaptive control framework that enables legged robots to perform loco-manipulation tasks without any given assumption on the object's mass, the friction coefficient, or the slope of the terrain. In our approach, we first present an adaptive manipulation control to regulate the contact force to manipulate an unknown object on unknown terrain. We then introduce a unified model predictive control (MPC) for loco-manipulation that takes into account the manipulation force in our robot dynamics. The proposed MPC framework thus can effectively regulate the interaction force between the robot and the object while keeping the robot balance. Experimental validation of our proposed approach is successfully conducted on a Unitree A1 robot, allowing it to manipulate an unknown time-varying load up to $7$ $kg$ ($60\%$ of the robot's weight). Moreover, our framework enables fast adaptation to unknown slopes (up to $20^\circ$) or different surfaces with different friction coefficients.


翻译:腿式机器人在非平坦地形导航方面展现出显著优势。然而,在四足机器人上实现有效的行走与操控任务仍具挑战性。此外,这类问题中物体和地形参数通常对机器人而言是未知的。为此,本文提出一种分层自适应控制框架,使腿式机器人能够在不对物体质量、摩擦系数或地形坡度作任何先验假设的前提下执行行走-操控任务。在该方法中,我们首先提出一种自适应操控控制策略,通过调节接触力实现对未知地形上未知物体的操控。随后引入一种统一的模型预测控制(MPC)框架用于行走-操控,该框架将操控力纳入机器人动力学模型。所提出的MPC框架能有效调节机器人与物体之间的相互作用力,同时维持机器人平衡。通过在宇树A1机器人上成功开展实验验证,本方法使机器人能够操控高达7千克(占机器人自重的60%)的未知时变负载。此外,该框架支持快速适应未知坡度(最高20°)或具有不同摩擦系数的多种地面。

0
下载
关闭预览

相关内容

机器人(英语:Robot)包括一切模拟人类行为或思想与模拟其他生物的机械(如机器狗,机器猫等)。狭义上对机器人的定义还有很多分类法及争议,有些电脑程序甚至也被称为机器人。在当代工业中,机器人指能自动运行任务的人造机器设备,用以取代或协助人类工作,一般会是机电设备,由计算机程序或是电子电路控制。

知识荟萃

精品入门和进阶教程、论文和代码整理等

更多

查看相关VIP内容、论文、资讯等
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
254+阅读 · 2020年4月19日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20日
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+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
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
AdarGCN: Adaptive Aggregation GCN for Few-Shot Learning
VIP会员
最新内容
AgentOps综述:智能体系统运维框架
专知会员服务
7+阅读 · 6月4日
《美陆军最新条令:兵力防护》
专知会员服务
7+阅读 · 6月4日
《人工智能的挑战:算法战的想象与现实》
专知会员服务
8+阅读 · 6月4日
首场人工智能战争:Maven如何重塑武装冲突
专知会员服务
5+阅读 · 6月4日
《通往人工通用智能之路上的均衡策略》
专知会员服务
7+阅读 · 6月3日
《Palantir的科技生态系统》
专知会员服务
20+阅读 · 6月2日
相关VIP内容
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20日
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+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
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员