論文の概要: GM-Loco: Terrain-Adaptive Humanoid Locomotion on Granular Media
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.10286v2
- Date: Mon, 14 Sep 2026 19:11:59 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-16 14:56:08.067557
- Title: GM-Loco: Terrain-Adaptive Humanoid Locomotion on Granular Media
- Title(参考訳): GM-Loco:グラニュラーメディア上でのテランの適応型ヒューマノイドロコモーション
- Abstract要約: 比抵抗力理論に基づく物理基底粒状接触モデル(3D RFT)を提案する。
従来の固形接触モデルとアドホックを用いた簡易な粒状接触モデルとは異なり、接触解法は物理的に正確な粒状侵入ダイナミクスを生成する。
私たちの知る限りでは、これは現実世界の粒状地におけるアジャイルなヒューマノイドのローコモーションの初めての実演です。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 10.30641031753662
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Humanoid locomotion on granular terrain remains a significant challenge due to its complex foot-terrain interaction dynamics that are difficult to model. Existing approaches either ignore granular contact dynamics or incorporate simplified normal force models with heuristic tangential components. In this work, we present a physics-grounded granular contact model based on three-dimensional resistive force theory (3D RFT) and efficiently simulate granular terrain for reinforcement learning (RL) training. Unlike traditional rigid contact models and simplified granular contact models with ad-hoc heuristics, our contact solver produces physically accurate granular intrusion dynamics without resorting to heuristics. It captures realistic penetration and tangential drag during training, enabling the policy to learn behaviors that transfer reliably to real-world granular terrain where rigid contact models fail. To adapt to varying terrain conditions, we train a terrain-adaptive locomotion controller via teacher-student RL, using a variational autoencoder to encode terrain information into a compact latent representation. Simulation studies using material point method (MPM) with NVIDIA Newton demonstrate that our method generalizes to unseen granular terrains, achieves a significantly higher success rate than baselines, and demonstrates zero-shot terrain identification and adaptation. We further validate our approach through extensive hardware experiments across diverse real-world granular terrains including basalt, dry sand, and beach sand. To the best of our knowledge, this is the first demonstration of agile humanoid locomotion on real-world granular terrain. Project page: https://humanoid-gm-locomotion.github.io/HUMANOID-GM/
- Abstract(参考訳): 粒状地形上でのヒューマノイドの移動は、モデル化が困難である複雑なフット・テランの相互作用のダイナミクスのため、依然として重要な課題である。
既存のアプローチは、粒度の接触力学を無視したり、ヒューリスティックな接点成分を持つ単純化された正規力モデルを統合する。
本研究では,3次元抵抗力理論(3D RFT)に基づく物理接地モデルを提案する。
従来の固形接触モデルとアドホックヒューリスティックスを用いた簡易な粒状接触モデルとは異なり、接触解法はヒューリスティックスに頼らずに物理的に正確な粒状侵入ダイナミクスを生成する。
トレーニング中に現実的な浸透と具体的な抵抗を捉え、厳密な接触モデルが失敗する現実世界の粒状地形に確実に移動する行動を学ぶことができる。
様々な地形条件に適応するために,教師が学習するRLを用いて,地形情報をコンパクトな潜伏表現に符号化する可変オートエンコーダを用いて地形適応型移動制御装置を訓練する。
物質点法(MPM)とNVIDIA Newtonを用いたシミュレーション研究は,本手法が未確認の粒界に一般化し,ベースラインよりもはるかに高い成功率を達成し,ゼロショット地形の識別と適応を実証することを示した。
さらに、玄武岩、乾いた砂、砂浜など、様々な現実世界の粒状地形における広範なハードウェア実験を通じて、我々のアプローチを検証する。
私たちの知る限りでは、これは現実世界の粒状地におけるアジャイルなヒューマノイドの移動の初めての実演です。
プロジェクトページ:https://humanoid-gm-locomotion.github.io/HUMANOID-GM/
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