圧縮可能な曲率モデリングを用いたケーブル駆動ソフトロボットの拘束付き動作計画
Constrained Motion Planning of A Cable-Driven Soft Robot With Compressible Curvature Modeling
ケーブル駆動ソフトロボットの圧縮性を考慮した曲率運動学を導出し、姿勢固定や障害物回避などの拘束条件下での軌道追従動作計画を、減衰最小二乗最適化による逆解計算で実現した。
著者: Jiewen Lai, Bo Lu, Qingxiang Zhao, Henry K. Chu
分類: cs.RO
原文アブストラクト
A cable-driven soft-bodied robot with redundancy can conduct the trajectory tracking task and in the meanwhile fulfill some extra constraints, such as tracking through an end-effector in designated orientation, or get rid of the evitable manipulator-obstacle collision. Those constraints require rational planning of the robot motion. In this work, we derived the compressible curvature kinematics of a cable-driven soft robot which takes the compressible soft segment into account. The motion planning of the soft robot for a trajectory tracking task in constrained conditions, including fixed orientation end-effector and manipulator-obstacle collision avoidance, has been investigated. The inverse solution of cable actuation was formulated as a damped least-square optimization problem and iteratively computed off-line. The performance of trajectory tracking and the obedience to constraints were evaluated via the simulation we made open-source, as well as the prototype experiments. The method can be generalized to the similar multisegment cable-driven soft robotic systems by customizing the robot parameters for the prior motion planning of the manipulator.
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