ツールのアフォーダンスを考慮した最適制御によるインパクトタスクの運動計画
An Optimal Control Formulation of Tool Affordance Applied to Impact Tasks
道具を使った衝撃タスクにおいて、方向性操作能力と道具のアフォーダンスを考慮した最適制御手法を提案し、釘打ちタスクで有効性を示した。
著者: Boyang Ti, Yongsheng Gao, Jie Zhao, Sylvain Calinon
分類: cs.RO
原文アブストラクト
Humans use tools to complete impact-aware tasks such as hammering a nail or playing tennis. The postures adopted to use these tools can significantly influence the performance of these tasks, where the force or velocity of the hand holding a tool plays a crucial role. The underlying motion planning challenge consists of grabbing the tool in preparation for the use of this tool with an optimal body posture. Directional manipulability describes the dexterity of force and velocity in a joint configuration along a specific direction. In order to take directional manipulability and tool affordances into account, we apply an optimal control method combining iterative linear quadratic regulator(iLQR) with the alternating direction method of multipliers(ADMM). Our approach considers the notion of tool affordances to solve motion planning problems, by introducing a cost based on directional velocity manipulability. The proposed approach is applied to impact tasks in simulation and on a real 7-axis robot, specifically in a nail-hammering task with the assistance of a pilot hole. Our comparison study demonstrates the importance of maximizing directional manipulability in impact-aware tasks.
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