論文の概要: Wireless Center of Pressure Feedback System for Humanoid Robot Balance Control using ESP32-C3

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.21219v1
• Date: Wed, 24 Dec 2025 15:00:23 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-23 08:17:40.507055
• Title: Wireless Center of Pressure Feedback System for Humanoid Robot Balance Control using ESP32-C3
• Title（参考訳）: ESP32-C3を用いたヒューマノイドロボットバランス制御のための無線圧力フィードバックシステム
• Authors: Muhtadin, Faris Rafi Pramana, Dion Hayu Fandiantoro, Moh Ismarintan Zazuli, Atar Fuady Babgei,
• Abstract要約: 本研究では,不均一表面の安定性を維持するための無線組込みバランスシステムを提案する。 提案した制御システムは,単脚昇降作業におけるバランス維持において100%の成功率を達成した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Maintaining stability during the single-support phase is a fundamental challenge in humanoid robotics, particularly in dance robots that require complex maneuvers and high mechanical freedom. Traditional tethered sensor configurations often restrict joint movement and introduce mechanical noises. This study proposes a wireless embedded balance system designed to maintain stability on uneven surfaces. The system utilizes a custom-designed foot unit integrated with four load cells and an ESP32-C3 microcontroller to estimate the Center of Pressure (CoP) in real time. The CoP data were transmitted wirelessly to the main controller to minimize the wiring complexity of the 29-DoF VI-ROSE humanoid robot. A PID control strategy is implemented to adjust the torso, hip, and ankle roll joints based on CoP feedback. Experimental characterization demonstrated high sensor precision with an average measurement error of 14.8 g. Furthermore, the proposed control system achieved a 100% success rate in maintaining balance during single-leg lifting tasks at a 3-degree inclination with optimized PID parameters (Kp=0.10, Kd=0.005). These results validate the efficacy of wireless CoP feedback in enhancing the postural stability of humanoid robots, without compromising their mechanical flexibility.
• Abstract（参考訳）: シングルサポートフェーズの安定性を維持することは、ヒューマノイドロボット、特に複雑な操作と高度な機械的自由を必要とするダンスロボットにおいて、基本的な課題である。 従来のテザリングセンサーの構成は、しばしば関節の動きを制限し、機械的ノイズを導入する。 本研究では,不均一表面の安定性を維持するための無線組込みバランスシステムを提案する。 このシステムは4つの負荷セルとESP32-C3マイクロコントローラと統合されたカスタムデザインのフットユニットを使用して、Center of Pressure (CoP)をリアルタイムで推定する。 CoPデータは、29-DoF VI-ROSEヒューマノイドロボットの配線複雑さを最小限に抑えるために、メインコントローラに無線で送信された。 CoPフィードバックに基づいて胴体, ヒップ, 足関節を調整するためのPID制御戦略を実装した。 測定誤差は平均14.8gである。 さらに,PIDパラメータを最適化した3次傾き(Kp=0.10, Kd=0.005)単脚昇降作業におけるバランス維持に成功率を100%達成した。 これらの結果は, 機械的柔軟性を損なうことなく, ヒューマノイドロボットの姿勢安定性を高めるための無線CoPフィードバックの有効性を検証した。

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