産業応用に向けた物理的人間-ロボット相互作用の制御フレームワークの実証
Demonstrating a Control Framework for Physical Human-Robot Interaction Toward Industrial Applications
産業用協働ロボットにおいて、コンプライアンス制御やヌル空間制御などのトルクベース制御モードを統合し、安全制約と特異点ロバスト性を備えた制御フレームワークを実装・実証した。
著者: Bastien Muraccioli, Mathieu Celerier, Mehdi Benallegue, Gentiane Venture
分類: cs.RO, cs.SY, eess.SY
原文アブストラクト
Physical Human-Robot Interaction (pHRI) is critical for implementing Industry 5.0, which focuses on human-centric approaches. However, few studies explore the practical alignment of pHRI to industrial-grade performance. This paper introduces a versatile control framework designed to bridge this gap by incorporating the torque-based control modes: compliance control, null-space compliance, and dual compliance, all in static and dynamic scenarios. Thanks to our second-order Quadratic Programming (QP) formulation, strict kinematic and collision constraints are integrated into the system as safety features, and a weighted hierarchy guarantees singularity-robust task tracking performance. The framework is implemented on a Kinova Gen3 collaborative robot (cobot) equipped with a Bota force/torque sensor. A DualShock 4 game controller is attached to the robot's end-effector to demonstrate the framework's capabilities. This setup enables seamless dynamic switching between the modes, and real-time adjustments of parameters, such as transitioning between position and torque control or selecting a more robust custom-developed low-level torque controller over the default one. Built on the open-source robotic control software mc_rtc, our framework ensures reproducibility for both research and industrial deployment, this framework demonstrates a step toward industrial-grade performance and repeatability, showcasing its potential as a robust pHRI control system for industrial environments.
関連論文
- ローリング動作における安全な物理的人間-ロボット相互作用のための双腕ロボットによる頸椎安定化物理的人間-ロボット相互作用
- SpasticMyoElbow:肘の痙縮モデリングのための物理的人間-ロボット相互作用シミュレーションフレームワーク物理的人間-ロボット相互作用
- 物理的人間-ロボット相互作用のための上肢幾何学的筋受動性マップ物理的人間-ロボット相互作用
- 時間と空間におけるロボットのハグ動作の学習とブレンディング物理的人間-ロボット相互作用
- 離散事象型物理的人間-ロボット相互作用における不随意安定化物理的人間-ロボット相互作用
- 物理的人間-ロボット相互作用のための安全で受動的な機械系制御物理的人間-ロボット相互作用
