Dynamic object exchange between humans and robots remains a challenging problem due to uncertainty in perception, timing, and contact-rich interaction. Human-robot juggling represents a particularly demanding instance of this problem, requiring precise real-time coordination, predictive motion planning with feedback control, and robustness to variability in human motion. Enabling such skills is of interest for advancing physical human-robot interaction and shared autonomy. We present a real-time planning and control architecture for human-robot partner juggling that enables a robot to reliably catch and throw balls in synchronized multi-ball patterns with a human partner. The system integrates predictive ball tracking, adaptive online trajectory optimization using a multiple-shooting formulation, and a state-machine-based coordination logic to enable synchronized multi-ball human-robot partner juggling. In a user study with 8 participants of varying juggling skill from beginner to expert, we demonstrate that our system can achieve three-ball cascades shared between the robot and the human. All participants exceeded previously reported best-case results within a 10-minute test session, with one participant extending the previous record for shared three-ball cascade juggling fivefold to 20 consecutive robot catches, and another participant achieving a 100% success rate with 40 consecutive catches in a single-ball catch-and-return setting. Video documentation can be found at https://kai-ploeger.com/partner-juggling


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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。

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