論文の概要: Enhancing Robustness in Robot-Environment Interactions through Passive Compliant Degrees of Freedom: A Hybrid Position-Force Control Approach with Feedback Linearization
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.00571v1
- Date: Wed, 01 Jul 2026 07:56:06 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-02 19:56:07.78949
- Title: Enhancing Robustness in Robot-Environment Interactions through Passive Compliant Degrees of Freedom: A Hybrid Position-Force Control Approach with Feedback Linearization
- Title（参考訳）: パッシブ・コンピテント・ディグリーブによるロボット環境相互作用のロバスト性向上:フィードバック線形化を用いたハイブリッド位置・フォース制御アプローチ
- Abstract要約: 本稿では,フィードバック線形化されたハイブリッド位置力制御と,エンドエフェクタに埋め込まれた受動的自由度を組み合わせたインタラクションアーキテクチャを提案する。
提案アーキテクチャでは, 接触点に衝撃エネルギーを蓄積・散布するために, 物理的バネダムインタフェースを用いる。
その結果, スプリングダッパー構成は, 接触トルク振動の減衰, 低力, 速度誤差の分散, およびよりスムーズな関節誘発応答を与えることがわかった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.8096299558132636
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Robot-environment interactions in dynamic or unstructured settings are often degraded by impact shocks, vibrations, and uncertainties in contact geometry and mechanical properties. This paper proposes an interaction architecture that combines feedback-linearized hybrid position-force control with a passive compliant degree of freedom embedded at the end-effector. Unlike conventional hybrid position-force control, which relies mainly on active feedback, force sensing, and gain tuning, the proposed architecture uses a physical spring-damper interface to store and dissipate impact energy at the contact point before high-frequency shocks propagate to the actuated joints and force-control loop. The approach is evaluated in MATLAB/Simulink on a 2-DOF planar manipulator with three end-effector configurations: rigid, spring-only, and spring-damper. Results under fixed and time-varying interaction conditions show that the spring-damper configuration provides stronger attenuation of contact-induced oscillations, lower force and velocity error variance, and smoother joint-torque response. Representative reductions include 36.5% in fixed-environment tangential force-error standard deviation, 25.4% in variable-environment normal force-error standard deviation, and 41.1% in variable-environment normal velocity-error standard deviation.
- Abstract（参考訳）: 動的または非構造的な環境におけるロボットと環境の相互作用は、しばしば衝撃衝撃、振動、接触幾何学や機械的特性の不確かさによって劣化する。
本稿では,フィードバック線形化されたハイブリッド位置力制御と,エンドエフェクタに埋め込まれた受動的自由度を組み合わせたインタラクションアーキテクチャを提案する。
アクティブフィードバック, 力覚, ゲインチューニングに大きく依存する従来のハイブリッド型位置力制御とは異なり, 提案アーキテクチャでは, 作動する継手や力制御ループに伝播する高周波ショックの前に, 接触点に衝撃エネルギーを蓄積・散逸させる物理的スプリングダムインタフェースを採用している。
本手法は, 2-DOF平面マニピュレータを用いたMATLAB/Simulinkにおいて, 剛性, ばねのみ, ばねダッパーの3つのエンドエフェクタ構成を用いて評価した。
固定および時間変化の相互作用条件下での結果, スプリングダッパー構成は, 接触誘起振動, 低力, 速度誤差の分散, よりスムーズな関節トルク応答の減衰を与えることがわかった。
代表的削減には、固定環境基準の36.5%、可変環境標準の25.4%、可変環境標準の41.1%が含まれる。
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