論文の概要: SG-CPG: Severity-Gated Central Pattern Generators for Adaptive Quadruped Locomotion under Continuous Actuator Degradation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.25687v1
- Date: Tue, 22 Sep 2026 04:44:24 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-23 18:04:04.226881
- Title: SG-CPG: Severity-Gated Central Pattern Generators for Adaptive Quadruped Locomotion under Continuous Actuator Degradation
- Title（参考訳）: SG-CPG-Severity-Gated Central Pattern Generators for Adaptive Quadruped Locomotion under Continuous Actuator Degradation (特集:SG-CPG)
- Abstract要約: 弱い手足を持つ動物は歩行を切り替えず、その代わりに損傷した手足を降ろし、残りの手足を再調整し、損傷の重大さでその反応を拡大する。
この挙動に触発されて, 連続アクチュエータ劣化下での四足歩行のための中央パターン生成器(CPG)であるSG-CPGを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.060443368097102
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: An animal with a weakened limb does not necessarily switch its gait, instead it unloads the affected limb, re-coordinates the remaining limbs, and scales its response with injury severity. This graded adaptation allows locomotion to persist despite partial loss of limb strength, rather than requiring a discrete transition between healthy and failed. Inspired by this behavior, we propose SG-CPG, a central pattern generator (CPG) for quadruped locomotion under continuous actuator degradation. SG-CPG preserves a frozen healthy CPG policy and introduces two severity-driven gates: a residual gate that re-coordinates all four legs and an amplitude gate that progressively shortens the weakened leg's stride as degradation increases. We emulate progressive degradation through two mechanisms: lowering the joint torque ceiling (ceiling mechanism) and scaling its low-level controller gains (gain mechanism), representing distinct forms of actuator weakening. Our simulations on a Unitree Go2 show that SG-CPG maintains a trot gait with 100% survival across an omnidirectional command schedule under 95% joint strength loss while tracking commands within 8%. Under a lowered torque ceiling, removing either severity path, the residual's severity observation or the amplitude gate, raises clipping at the weakened joint from 4.4% to 13.6% and 26.3% of steps at an 80% loss. On a real Go2, SG-CPG survives 28 of 29 forward and turning trials with up to 93% calf torque degradation. These results show that severity-gated adaptation can extend a healthy locomotion policy to progressive actuator degradation without treating the fault as a discrete failure.
- Abstract（参考訳）: 弱い手足を持つ動物は、必ずしも歩行を切り替えるのではなく、損傷した手足を降ろし、残りの手足を再調整し、損傷の重大さでその反応を拡大する。
この段階的な適応は、健康と失敗の間の個別の遷移を必要とするのではなく、部分的な手足の強度の喪失にもかかわらず、移動が持続することを可能にする。
この挙動に触発されて, 連続アクチュエータ劣化下での四足歩行のための中央パターン生成器(CPG)であるSG-CPGを提案する。
SG-CPGは凍結した健康なCPGポリシーを保ち、4つの脚を全て調整する残差ゲートと、劣化が増加するにつれて弱まる脚のストライドを徐々に短縮する振幅ゲートの2つの重度駆動ゲートを導入する。
我々は,2つの機構により進行性の劣化をエミュレートする: 関節トルク天井の低下(シーリング機構)と低レベルコントローラゲインのスケーリング(ゲイン機構)。
ユニツリーGo2におけるシミュレーションにより,SG-CPGは全方向コマンドスケジュール全体にわたって100%生存可能なトロット歩行を維持し,95%の関節強度損失を達成し,8%未満のコマンドを追跡できた。
トルク天井の下方には、重度経路、残重度観察または振幅ゲートが取り除かれ、弱められた関節でのクリップングが4.4%から13.6%、ステップの26.3%まで80%の損失で上昇する。
実際のGo2では、SG-CPGは29回のうち28回は生き残り、最大93%のカルフトルク低下を伴う試薬を回す。
以上の結果から,重度ゲート適応は障害を個別の障害として扱うことなく,正常な移動ポリシーを進行性アクチュエータ分解に拡張できることが示された。
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