論文の概要: Real2Sim2Real Transfer for Control of Cable-driven Robots via a
Differentiable Physics Engine
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.06261v4
- Date: Sun, 17 Sep 2023 23:25:08 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-09-20 01:29:59.197559
- Title: Real2Sim2Real Transfer for Control of Cable-driven Robots via a
Differentiable Physics Engine
- Title（参考訳）: Real2Sim2Real Transferによる微分物理エンジンによるケーブル駆動ロボットの制御
- Authors: Kun Wang, William R. Johnson III, Shiyang Lu, Xiaonan Huang, Joran
Booth, Rebecca Kramer-Bottiglio, Mridul Aanjaneya, Kostas Bekris
- Abstract要約: テンセグリティロボットは、高い強度と重量比と大きな変形を示す。
しかし、それらは高次元性、複雑な力学、結合アーキテクチャのために制御が難しい。
本稿では,Real2Sim2Real(R2S2R)戦略について述べる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.268539775233346
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Tensegrity robots, composed of rigid rods and flexible cables, exhibit high
strength-to-weight ratios and significant deformations, which enable them to
navigate unstructured terrains and survive harsh impacts. They are hard to
control, however, due to high dimensionality, complex dynamics, and a coupled
architecture. Physics-based simulation is a promising avenue for developing
locomotion policies that can be transferred to real robots. Nevertheless,
modeling tensegrity robots is a complex task due to a substantial sim2real gap.
To address this issue, this paper describes a Real2Sim2Real (R2S2R) strategy
for tensegrity robots. This strategy is based on a differentiable physics
engine that can be trained given limited data from a real robot. These data
include offline measurements of physical properties, such as mass and geometry
for various robot components, and the observation of a trajectory using a
random control policy. With the data from the real robot, the engine can be
iteratively refined and used to discover locomotion policies that are directly
transferable to the real robot. Beyond the R2S2R pipeline, key contributions of
this work include computing non-zero gradients at contact points, a loss
function for matching tensegrity locomotion gaits, and a trajectory
segmentation technique that avoids conflicts in gradient evaluation during
training. Multiple iterations of the R2S2R process are demonstrated and
evaluated on a real 3-bar tensegrity robot.
- Abstract（参考訳）: 剛体棒とフレキシブルケーブルからなるテンセグリティロボットは、高い強度と重量比と大きな変形を示し、非構造地形をナビゲートし、厳しい衝撃に耐えることができる。
しかし、それらは高次元性、複雑な力学、結合アーキテクチャのために制御が難しい。
物理ベースのシミュレーションは、実際のロボットに転送できるロコモーションポリシーを開発するための有望な道のりだ。
それでも、tensegrityロボットのモデリングは、sim2現実のギャップが大きいため、複雑な作業である。
本論では, 緊張ロボットに対するReal2Sim2Real(R2S2R)戦略について述べる。
この戦略は、実際のロボットからの限られたデータから訓練できる微分可能な物理エンジンに基づいている。
これらのデータには、様々なロボットコンポーネントの質量や形状などの物理的特性のオフライン測定や、ランダムな制御ポリシーを用いた軌道の観測が含まれる。
本物のロボットのデータにより、エンジンは反復的に洗練され、本物のロボットに直接転送可能な移動ポリシーを発見するのに使える。
R2S2Rパイプライン以外にも、この研究の重要な貢献は、接触点における非ゼロ勾配の計算、緊張度軌跡に一致する損失関数、訓練中の勾配評価の矛盾を避ける軌道分割技術などである。
R2S2Rプロセスの複数イテレーションを実3バー張力ロボットで実証し評価した。
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