可変荷重下におけるソフト連続マニピュレータのKoopman制御
Koopman-based Control of a Soft Continuum Manipulator Under Variable Loading Conditions
荷重を状態としてKoopman線形モデルに組み込み、オブザーバでオンライン推定することで、空気圧駆動ソフト連続マニピュレータを可変荷重下でも自律制御できるようにした研究。
著者: Daniel Bruder, Xun Fu, R. Brent Gillespie, C. David Remy, Ram Vasudevan
分類: cs.RO
原文アブストラクト
Controlling soft continuum manipulator arms is difficult due to their infinite degrees of freedom, nonlinear material properties, and large deflections under loading. This paper presents a data-driven approach to identifying soft manipulator models that enables consistent control under variable loading conditions. This is achieved by incorporating loads into a linear Koopman operator model as states and estimating their values online via an observer within the control loop. Using this approach, real-time, fully autonomous control of a pneumatically actuated soft continuum manipulator is achieved. In several trajectory following experiments, this controller is shown to be more accurate and precise than controllers based on models that are unable to explicitly account for loading. The manipulator also successfully performs pick and place of objects with unknown mass, demonstrating the efficacy of this approach in executing real-world manipulation tasks.
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