脚式移動の階層制御：ハイブリッドゼロダイナミクスによる低次元モデルの埋め込み
A Layered Control Perspective on Legged Locomotion: Embedding Reduced Order Models via Hybrid Zero Dynamics
低次元モデル（ROM）から得られた歩行軌道を、全次元モデル（FOM）上で安定に実現するための階層制御手法を提案し、ROMの安定周期軌道がFOMのハイブリッドゼロダイナミクス上で入力-状態安定となることを証明した。
詳しい要約
1. どんなもの？
2. 先行研究と比べてどこがすごい？
3. 技術・手法の肝は？
4. どうやって有効だと検証した？
5. 議論はある？
6. 次に読むべき論文は？
※ AIが要旨から生成した要約です。正確性は原文をご確認ください。
著者: Sergio A. Esteban, Max H. Cohen, Adrian B. Ghansah, Aaron D. Ames
分類: eess.SY, cs.RO, cs.SY
原文アブストラクト
Reduced-order models (ROMs) provide a powerful means of synthesizing dynamic walking gaits on legged robots. Yet this approach lacks the formal guarantees enjoyed by methods that utilize the full-order model (FOM) for gait synthesis, e.g., hybrid zero dynamics. This paper aims to unify these approaches through a layered control perspective. In particular, we establish conditions on when a ROM of locomotion yields stable walking on the full-order hybrid dynamics. To achieve this result, given an ROM we synthesize a zero dynamics manifold encoding the behavior of the ROM -- controllers can be synthesized that drive the FOM to this surface, yielding hybrid zero dynamics. We prove that a stable periodic orbit in the ROM implies an input-to-state stable periodic orbit of the FOM's hybrid zero dynamics, and hence the FOM dynamics. This result is demonstrated in simulation on a linear inverted pendulum ROM and a 5-link planar walking FOM.
