脚式ロコマニピュレーションのための多接触計画と制御
Versatile Multi-Contact Planning and Control for Legged Loco-Manipulation
四脚移動マニピュレータが、タスクと動作の統合計画により、全身の軌道と接触スケジュールを自動生成し、重い食洗機の開閉やバネ付きドアの通過などの実世界タスクを実行するフレームワークを提案。
著者: Jean-Pierre Sleiman, Farbod Farshidian, Marco Hutter
分類: cs.RO
原文アブストラクト
Loco-manipulation planning skills are pivotal for expanding the utility of robots in everyday environments. These skills can be assessed based on a system's ability to coordinate complex holistic movements and multiple contact interactions when solving different tasks. However, existing approaches have been merely able to shape such behaviors with hand-crafted state machines, densely engineered rewards, or pre-recorded expert demonstrations. Here, we propose a minimally-guided framework that automatically discovers whole-body trajectories jointly with contact schedules for solving general loco-manipulation tasks in pre-modeled environments. The key insight is that multi-modal problems of this nature can be formulated and treated within the context of integrated Task and Motion Planning (TAMP). An effective bilevel search strategy is achieved by incorporating domain-specific rules and adequately combining the strengths of different planning techniques: trajectory optimization and informed graph search coupled with sampling-based planning. We showcase emergent behaviors for a quadrupedal mobile manipulator exploiting both prehensile and non-prehensile interactions to perform real-world tasks such as opening/closing heavy dishwashers and traversing spring-loaded doors. These behaviors are also deployed on the real system using a two-layer whole-body tracking controller.
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