論文の概要: Safe Whole-Body Loco-Manipulation via Combined Model and Learning-based Control
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.02443v1
- Date: Mon, 02 Mar 2026 22:31:12 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-23 08:17:41.835737
- Title: Safe Whole-Body Loco-Manipulation via Combined Model and Learning-based Control
- Title（参考訳）: モデルと学習ベース制御による安全な全体ロコマニピュレーション
- Authors: Alexander Schperberg, Yeping Wang, Stefano Di Cairano,
- Abstract要約: そこで本研究では,マニピュレータアームのモデルベースアプタンス制御と足歩行の強化学習ポリシを組み合わせた全身制御を提案する。
アクセタンスコントローラは、物理的相互作用中に人間によって適用されるような外部レンチを、望ましいエンドエフェクタ速度にマッピングし、従順な振る舞いを可能にする。
6-DoFアームと手首に装着した6-DoF Force/Torqueセンサーを備えたUnitree Go2四足歩行ロボットを用いて,シミュレーションとハードウェアの両方におけるアプローチを検証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 46.47619556874003
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Simultaneous locomotion and manipulation enables robots to interact with their environment beyond the constraints of a fixed base. However, coordinating legged locomotion with arm manipulation, while considering safety and compliance during contact interaction remains challenging. To this end, we propose a whole-body controller that combines a model-based admittance control for the manipulator arm with a Reinforcement Learning (RL) policy for legged locomotion. The admittance controller maps external wrenches--such as those applied by a human during physical interaction--into desired end-effector velocities, allowing for compliant behavior. The velocities are tracked jointly by the arm and leg controllers, enabling a unified 6-DoF force response. The model-based design permits accurate force control and safety guarantees via a Reference Governor (RG), while robustness is further improved by a Kalman filter enhanced with neural networks for reliable base velocity estimation. We validate our approach in both simulation and hardware using the Unitree Go2 quadruped robot with a 6-DoF arm and wrist-mounted 6-DoF Force/Torque sensor. Results demonstrate accurate tracking of interaction-driven velocities, compliant behavior, and safe, reliable performance in dynamic settings.
- Abstract（参考訳）: 移動と操作を同時に行うことで、ロボットは固定基盤の制約を越えて環境と対話することができる。
しかし, 接触時の安全性やコンプライアンスを考慮しつつ, 腕操作による足の移動の調整はいまだに困難である。
そこで本研究では,マニピュレータアームのモデルベースアプタンス制御と足歩行のための強化学習(RL)ポリシーを組み合わせた全身コントローラを提案する。
アクセタンスコントローラは、物理的相互作用中に人間によって適用されるような外部レンチを、望ましいエンドエフェクタ速度にマッピングし、従順な振る舞いを可能にする。
速度はアームと脚のコントローラーによって共同で追跡され、統合された6-DoFの力応答が可能である。
モデルベースの設計では、参照ガバナ(RG)を介して正確な力制御と安全性を保証すると同時に、信頼性の高いベース速度推定のためにニューラルネットワークで強化されたカルマンフィルタにより、ロバスト性をさらに向上する。
6-DoFアームと手首に装着した6-DoF Force/Torqueセンサーを備えたUnitree Go2四足歩行ロボットを用いて,シミュレーションとハードウェアの両方におけるアプローチを検証する。
その結果、動的環境下での相互作用駆動速度、コンプライアンス行動、安全で信頼性の高い性能の正確な追跡が示された。
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