論文の概要: RoboCompiler: Graph-Native Compilation of Closed-Chain Robots for Consistent Modeling, Control, and Simulation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.35717v2
• Date: Tue, 29 Sep 2026 11:15:52 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-02 16:21:45.77217
• Title: RoboCompiler: Graph-Native Compilation of Closed-Chain Robots for Consistent Modeling, Control, and Simulation
• Title（参考訳）: RoboCompiler:一貫性モデリング,制御,シミュレーションのための閉鎖ロボットのグラフネイティブコンパイル
• Abstract要約: 本稿では,標準機構グラフを共有メカニカルインタフェースにコンパイルするグラフネイティブフレームワークであるRoboCompilerを提案する。 体、関節、フレーム、慣性体、アクチュエーターポートからクロージャーパスと分析的残留ヤコビアンを構成する。 我々は,産業用掘削機Unitree Go2,Franka Panda,Kangaroo,および6-UPSスチュワートプラットフォーム上での物理的ループとタスクによる制約を評価した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 13.469049399799205
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Robots with kinematic loops, coupled actuators, and changing contacts require consistent models of configuration, motion, force, and dynamics. Yet these interfaces are often reconstructed separately for control and simulation, making closure and actuation consistency difficult to maintain. This paper presents RoboCompiler, a graph-native framework that compiles a canonical mechanism graph into a shared mechanical interface. From bodies, joints, frames, inertias, and actuator ports, it constructs closure paths and analytic residual Jacobians, then assembles feasible configurations through rank-checked continuation and correction. A tangent lift maps independent velocities to full robot and task motion, while paired actuator-port maps preserve virtual work. A constraint-curvature correction extends the reduction to accelerations and projected rigid-body dynamics, including floating-base and support modes. Cycle-local evaluation, generated Jacobians, and dependency-aware reuse enable localized updates when closure inputs change. We evaluate physical loops and task-induced constraints on a industrial excavator, Unitree Go2, Franka Panda, Kangaroo, and a six-UPS Stewart platform. High-precision constrained-dynamics and independent Pinocchio checks confirm mechanical consistency; MuJoCo and Isaac Sim/PhysX executions demonstrate task performance and model reuse under native contact. For Kangaroo, compilation reduces residual-and-Jacobian evaluation time by 96.7% and closed-loop rollout wall time by 66.8%, with dynamics and control held fixed.
• Abstract（参考訳）: 運動ループ、複合アクチュエーター、接触の変化を伴うロボットは、構成、運動、力、ダイナミクスの一貫性のあるモデルを必要とする。 しかし、これらのインターフェースは制御とシミュレーションのために分離して再構築されることが多く、クロージャとアクティベーションの整合性を維持するのが困難である。 本稿では,標準機構グラフを共有メカニカルインタフェースにコンパイルするグラフネイティブフレームワークであるRoboCompilerを提案する。 体、関節、フレーム、慣性、アクチュエーターポートからクロージャーパスと分析的残留ヤコビアンを構築し、ランクチェックされた継続と修正によって実現可能な構成を組み立てる。 タンジェントリフトは独立した速度を完全なロボットとタスクの動きにマッピングし、ペアのアクチュエーターポートマップは仮想作業を保存する。 制約曲率補正は、浮動小数点法や支持モードを含む加速度と剛体力学に還元を拡大する。 サイクルローカル評価、生成されたJacobian、および依存性を意識した再利用により、クロージャ入力の変更時に局所的な更新が可能になる。 我々は,産業用掘削機Unitree Go2,Franka Panda,Kangaroo,および6-UPSスチュワートプラットフォーム上での物理的ループとタスクによる制約を評価した。 MuJoCoとIsaac Sim/PhysXの実行は、ネイティブコンタクト下でのタスクパフォーマンスとモデルの再利用を示している。 カンガルーでは、残余とヤコブの評価時間を96.7%減らし、閉ループのロールアウトの壁時間を66.8%減らし、力学と制御が固定された。

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