論文の概要: False Feasibility in Variable Impedance MPC for Legged Locomotion
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.22251v1
- Date: Fri, 24 Apr 2026 05:49:14 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-27 15:36:26.357423
- Title: False Feasibility in Variable Impedance MPC for Legged Locomotion
- Title（参考訳）: 足関節運動に対する可変インピーダンスMPCの有用性
- Authors: Vishal Ramesh,
- Abstract要約: 我々は,パラメータに基づく予測を実現するための許容剛性命令が存在しないことを証明した。
平面スプリング装荷逆振り子ダイナミクスへの機構伝達は、質量中心偏差と姿勢刺激偏差を確認する。
第2しきい値α_infeas α_critは、許容剛性範囲を制限することにより、実現可能性の修復が不可能な階を確立する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Variable impedance model predictive control (MPC) formulations that treat joint stiffness as an instantaneous decision variable operate on a feasible set strictly larger than the physically realizable set under first-order actuator dynamics. We identify this as a formulation error rather than a modeling approximation, formalize the distinction between the parameter-based feasible set Fparam and the realizable set Freal, and characterize the regime of mismatch via the dimensionless parameter alpha = omega_sT (actuator bandwidth times task timescale). For the 1D hopping monoped, we prove that below an analytical threshold alpha_crit derived in closed form from task physics, no admissible stiffness command realizes the parameter-based prediction. Numerical validation in 1D shows monotonic deviation growth as alpha decreases, with the predicted scaling holding across ten parameter combinations (log-log R2 = 0.99). Mechanism transfer to planar spring-loaded inverted pendulum dynamics confirms center-of-mass and stance-timing deviation as the primary consequence, with regime-dependent friction effects as a tertiary observable. A second threshold alpha_infeas < alpha_crit establishes a floor below which restricting the admissible stiffness range cannot repair realizability, closing the conservative-tuning objection on structural grounds. Augmenting the prediction state with stiffness closes the mismatch by construction.
- Abstract（参考訳）: 関節剛性を瞬時決定変数として扱う可変インピーダンスモデル予測制御(MPC)の定式化は、一階アクチュエータ力学の下での物理的に実現可能な集合よりも厳密に大きい実効性集合で動作する。
パラメータベースの実現可能な集合 Fparam と実現可能な集合 Freal の区別を形式化し、非次元パラメータ α = omega_sT (アクチュエータ帯域幅時間タスクタイムスケール) を用いてミスマッチの機構を特徴付ける。
1Dホッピング単体の場合、タスク物理から閉形式に導かれる解析しきい値α_crit以下では、許容剛性コマンドがパラメータベースの予測を実現することが証明される。
1Dの数値検証では、アルファが減少するにつれて単調な偏差が増加し、予測スケーリングは10つのパラメータの組み合わせ(log-log R2 = 0.99)にわたって保持される。
プラナースプリング装荷逆振り子力学への機構伝達は、第3次観測可能な状態依存摩擦効果を伴い、質量中心偏差と姿勢刺激偏差を第一の結果とする。
第2のしきい値 α_infeas < alpha_crit は、許容剛性範囲を制限することで実現可能性の修復が不可能な階を確立し、構造面における保守的な調整対象を閉鎖する。
剛性による予測状態の増大は、建設によるミスマッチを閉じる。
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