論文の概要: Cycloidal Trajectory Realization on Staircase based on Neural Network Temporal Quantized Lagrange Dynamics (NNTQLD) with Ant Colony Optimization for a 9-Link Bipedal Robot

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.01417v3
• Date: Wed, 21 Jul 2021 14:56:47 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-22 07:48:45.232077
• Title: Cycloidal Trajectory Realization on Staircase based on Neural Network Temporal Quantized Lagrange Dynamics (NNTQLD) with Ant Colony Optimization for a 9-Link Bipedal Robot
• Title（参考訳）: ニューラルネットワーク時間量子ラグランジュダイナミクス(NNTQLD)を用いた9リンク二足歩行ロボットのアントコロニー最適化による階段上の周期軌道実現
• Authors: Gaurav Bhardwaj, Utkarsh A. Mishra, N. Sukavanam and R. Balasubramanian
• Abstract要約: 本稿では,エネルギー最適化を伴う関節角度軌跡追尾制御のための新しい最適手法を提案する。 9リンク二足歩行モデルによる階段登上作業では, 階段寸法に依存するように, 揺動位相のシクロイド軌道が提案される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.7205106391379026
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: In this paper, a novel optimal technique for joint angles trajectory tracking control with energy optimization for a biped robot with toe foot is proposed. For the task of climbing stairs by a 9-link biped model, a cycloid trajectory for swing phase is proposed in such a way that the cycloid variables depend on the staircase dimensions. Zero Moment Point(ZMP) criteria is taken for satisfying stability constraint. This paper mainly can be divided into 3 steps: 1) Planning stable cycloid trajectory for initial step and subsequent step for climbing upstairs and Inverse Kinematics using an unsupervised artificial neural network with knot shifting procedure for jerk minimization. 2) Modeling Dynamics for Toe foot biped model using Lagrange Dynamics along with contact modeling using spring-damper system followed by developing Neural Network Temporal Quantized Lagrange Dynamics which takes inverse kinematics output from neural network as its inputs. 3) Using Ant Colony Optimization to tune PD (Proportional Derivative) controller parameters and torso angle with the objective to minimize joint space trajectory errors and total energy consumed. Three cases with variable staircase dimensions have been taken and a brief comparison is done to verify the effectiveness of our proposed work Generated patterns have been simulated in MATLAB .
• Abstract（参考訳）: 本稿では,足足をもつ二足歩行ロボットのエネルギー最適化による関節角度軌跡追跡制御のための新しい手法を提案する。 9リンク二足歩行モデルによる階段上り作業では, サイクロイド変数が階段次元に依存するように, 揺動位相に対するサイクロイド軌道が提案されている。 安定性制約を満たすため、ゼロモーメントポイント(ZMP)基準を用いる。 本論文は主に以下の3段階に分けられる。 1)ジャーク最小化のための結び目シフト手順を備えた教師なし人工ニューラルネットワークを用いた,初期およびその後の2階および逆運動学の安定サイクロイド軌道計画 2)ラグランジュダイナミクスを用いた足指二足歩行モデルのモデリングダイナミクスとスプリングダンパーシステムを用いた接触モデル、ニューラルネットワークから出力される逆運動学を入力とするニューラルネットワーク時空間量子ラグランジュダイナミクスの開発。 3)Ant Colony Optimizationを用いてPD(Proportional Derivative)コントローラパラメータと胴体角度を調整し,関節空間軌道誤差と総エネルギー消費を最小化する。 提案手法の有効性を検証するために, 可変階段寸法の3つの事例と簡単な比較を行い, 生成パターンをMATLABでシミュレートした。

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