ロボットの目標到達における安全な接触の許容:操作空間とヌル空間での計画と追従
Allowing Safe Contact in Robotic Goal-Reaching: Planning and Tracking in Operational and Null Spaces
ロボットマニピュレーションにおいて、環境との安全な接触を許容しながら目標到達するため、操作空間とヌル空間でコンプライアンス参照信号を生成・追従する手法を提案し、衝突を許容する軌道を最適化するハイブリッドソルバを開発した。
著者: Xinghao Zhu, Wenzhao Lian, Bodi Yuan, C. Daniel Freeman, Masayoshi Tomizuka
分類: cs.RO
原文アブストラクト
In recent years, impressive results have been achieved in robotic manipulation. While many efforts focus on generating collision-free reference signals, few allow safe contact between the robot bodies and the environment. However, in human's daily manipulation, contact between arms and obstacles is prevalent and even necessary. This paper investigates the benefit of allowing safe contact during robotic manipulation and advocates generating and tracking compliance reference signals in both operational and null spaces. In addition, to optimize the collision-allowed trajectories, we present a hybrid solver that integrates sampling- and gradient-based approaches. We evaluate the proposed method on a goal-reaching task in five simulated and real-world environments with different collisional conditions. We show that allowing safe contact improves goal-reaching efficiency and provides feasible solutions in highly collisional scenarios where collision-free constraints cannot be enforced. Moreover, we demonstrate that planning in null space, in addition to operational space, improves trajectory safety.
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