論文の概要: Learning-Based Dynamics Modeling and Robust Control for Tendon-Driven Continuum Robots

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.25691v1
• Date: Tue, 28 Apr 2026 14:20:44 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-29 16:49:17.899827
• Title: Learning-Based Dynamics Modeling and Robust Control for Tendon-Driven Continuum Robots
• Title（参考訳）: 腱駆動型連続ロボットの学習型ダイナミクスモデリングとロバスト制御
• Authors: Ziqing Zou, Ke Qiu, Fei Wang, Haojian Lu, Rong Xiong, Yue Wang,
• Abstract要約: テンドン駆動型ロボット連続体(TDCR)は複雑な非線形性のため、モデリングと制御に重大な課題をもたらす。 本稿では,高忠実度ダイナミクスモデリングと頑健なニューラルコントロールを統合した微分可能な学習フレームワークを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 23.655392951446995
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Tendon-Driven Continuum Robots (TDCRs) pose significant modeling and control challenges due to complex nonlinearities, such as frictional hysteresis and transmission compliance. This paper proposes a differentiable learning framework that integrates high-fidelity dynamics modeling with robust neural control. We develop a GRU-based dynamics model featuring bidirectional multi-channel connectivity and residual prediction to effectively suppress compounding errors during long-horizon auto-regressive prediction. By treating this model as a gradient bridge, an end-to-end neural control policy is optimized through backpropagation, allowing it to implicitly internalize compensation for intricate nonlinearities. Experimental validation on a physical three-section TDCR demonstrates that our framework achieves accurate tracking and superior robustness against unseen payloads, outperforming Jacobian-based methods by eliminating self-excited oscillations.
• Abstract（参考訳）: 腱駆動連続ロボット(TDCR)は、摩擦ヒステリシスや伝達コンプライアンスといった複雑な非線形性のために、モデリングと制御に重大な課題をもたらす。 本稿では,高忠実度ダイナミクスモデリングと頑健なニューラルコントロールを統合した微分可能な学習フレームワークを提案する。 本稿では,長距離自己回帰予測における複合誤差を効果的に抑えるために,双方向のマルチチャネル接続と残差予測を特徴とするGRUに基づくダイナミクスモデルを開発した。 このモデルを勾配ブリッジとして扱うことにより、バックプロパゲーションを通じてエンドツーエンドのニューラルコントロールポリシーを最適化し、複雑な非線形性に対する補償を暗黙的に内部化する。 物理3分割TDCRの実験的検証により,本フレームワークは,自励発振を排除し,ヤコビアン法よりも優れた精度で高精度な追従とロバスト性を達成できることが示されている。

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