論文の概要: Automated Gait Generation For Walking, Soft Robotic Quadrupeds

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.00498v1
• Date: Sat, 30 Sep 2023 21:31:30 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-10-05 04:00:15.268821
• Title: Automated Gait Generation For Walking, Soft Robotic Quadrupeds
• Title（参考訳）: 歩行用ソフトロボット四足歩行の自動歩行生成
• Authors: Jake Ketchum, Sophia Schiffer, Muchen Sun, Pranav Kaarthik, Ryan L. Truby, Todd D. Murphey
• Abstract要約: ソフトアクチュエータの非線形ダイナミクスと高次元入力空間のため,ソフトロボットの歩行生成は困難である。 本稿では, 自己生成型ソフトロボット歩行のためのサンプル効率, シミュレーションフリーの手法を提案する。 これはソフトロボットにおける完全に自律的な歩行生成の最初のデモンストレーションである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.005998680766498
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Gait generation for soft robots is challenging due to the nonlinear dynamics and high dimensional input spaces of soft actuators. Limitations in soft robotic control and perception force researchers to hand-craft open loop controllers for gait sequences, which is a non-trivial process. Moreover, short soft actuator lifespans and natural variations in actuator behavior limit machine learning techniques to settings that can be learned on the same time scales as robot deployment. Lastly, simulation is not always possible, due to heterogeneity and nonlinearity in soft robotic materials and their dynamics change due to wear. We present a sample-efficient, simulation free, method for self-generating soft robot gaits, using very minimal computation. This technique is demonstrated on a motorized soft robotic quadruped that walks using four legs constructed from 16 ``handed shearing auxetic" (HSA) actuators. To manage the dimension of the search space, gaits are composed of two sequential sets of leg motions selected from 7 possible primitives. Pairs of primitives are executed on one leg at a time; we then select the best-performing pair to execute while moving on to subsequent legs. This method -- which uses no simulation, sophisticated computation, or user input -- consistently generates good translation and rotation gaits in as low as 4 minutes of hardware experimentation, outperforming hand-crafted gaits. This is the first demonstration of completely autonomous gait generation in a soft robot.
• Abstract（参考訳）: ソフトアクチュエータの非線形ダイナミクスと高次元入力空間のため,ソフトロボットの歩行生成は困難である。 ソフトロボット制御と知覚の制限により、研究者は歩行シーケンスのための手作りのオープンループコントローラに制限を受ける。 さらに、短時間の柔らかいアクチュエータ寿命とアクチュエータ動作の自然な変化は、ロボットの展開と同じ時間スケールで学習できる設定に機械学習技術を制限する。 最後に, ソフトロボット材料の不均一性や非線形性, 摩耗による動的変化などにより, シミュレーションが常に可能であるとは限らない。 極小計算を用いて,サンプル効率のよいシミュレーションフリーなソフトロボット歩行自動生成手法を提案する。 この技術は16個のHSAアクチュエータで構築された4本の脚を使って歩行するモーター化されたソフトロボット四足歩行で実証されている。 探索空間の次元を管理するために、7つの可能なプリミティブから選択された2つの脚の動きからなる。 プリミティブのペアは一度に片足で実行されます。次に、次の脚に移動しながら実行する最善のペアを選択します。 シミュレーションも高度な計算もユーザー入力も使わないこの手法は、4分間のハードウェア実験で優れた翻訳とローテーションの歩行を一貫して生成し、手作りの歩行よりも優れています。 これはソフトロボットにおける完全に自律的な歩行生成の最初のデモンストレーションである。

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