全身接触を活用した操作における接触の明示的最適化
Explicit Contact Optimization in Whole-Body Contact-Rich Manipulation
ロボットが体表面全体で物体に接触して操作する問題に対し、接触と運動の計画を階層的な連続最適化として定式化し、ロボット表面の新たな連続表現を提案して収束性と計画時間を大幅に改善した。
著者: Victor Leve, João Moura, Namiko Saito, Steve Tonneau, Sethu Vijayakumar
分類: cs.RO
原文アブストラクト
Humans can exploit contacts anywhere on their body surface to manipulate large and heavy items, objects normally out of reach or multiple objects at once. However, such manipulation through contacts using the whole surface of the body remains extremely challenging to achieve on robots. This can be labelled as Whole-Body Contact-Rich Manipulation (WBCRM) problem. In addition to the high-dimensionality of the Contact-Rich Manipulation problem due to the combinatorics of contact modes, admitting contact creation anywhere on the body surface adds complexity, which hinders planning of manipulation within a reasonable time. We address this computational problem by formulating the contact and motion planning of planar WBCRM as hierarchical continuous optimization problems. To enable this formulation, we propose a novel continuous explicit representation of the robot surface, that we believe to be foundational for future research using continuous optimization for WBCRM. Our results demonstrate a significant improvement of convergence, planning time and feasibility - with, on the average, 99% less iterations and 96% reduction in time to find a solution over considered scenarios, without recourse to prone-to-failure trajectory refinement steps.
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