論文の概要: Whole-Body Motion Guided Reference Generation for Uncertainty-Aware Compliant Assistance
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.31302v1
- Date: Thu, 22 Oct 2026 14:01:21 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-24 02:08:44.395103
- Title: Whole-Body Motion Guided Reference Generation for Uncertainty-Aware Compliant Assistance
- Title(参考訳): 不確実性を考慮したコンプライアンス支援のための全体動作ガイドによる参照生成
- Abstract要約: 可変アプタンス制御を用いたマルチモーダルエクソスケルトン軌道生成のためのデュアルループアシスト戦略を提案する。
3段階のトレーニングパイプラインを導入し、ヒトのモーションエンコーダ、エキソスケルトンプロピオセプションエンコーダ、およびトラジェクターを段階的に最適化する。
実験により,本手法は標準ベースラインに比べて筋活動量を大幅に減少させることが示された。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 6.767006086003158
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Exoskeletons have shown great potential for augmenting human physical capabilities, yet generating reliable assistance remains challenging because human motion patterns and interaction requirements vary substantially in practice. To address this problem, a dual-loop assistance strategy is proposed to couple multimodal exoskeleton trajectory generation with variable admittance control, where trajectory variance links the outer-loop generator and the inner-loop controller. The generator synthesizes future exoskeleton trajectories through denoising, primarily using whole-body human motion and exoskeleton proprioception, with task descriptions as auxiliary semantic cues. To reduce cross-modal representation mismatch, a three-stage training pipeline is introduced to progressively optimize the human motion encoder, the exoskeleton proprioception encoder, and the trajectory generator. In the inner loop, multiple future trajectories are sampled from the generator to estimate the trajectory mean and variance. The mean is used as the control reference, while the variance provides an uncertainty measure for prediction reliability. This measure is further incorporated into a stiffness regulation law, enabling compliant assistance with input-to-state stability under bounded lumped interaction input. Experimental results demonstrate that the proposed method significantly reduces muscle activation levels compared with standard baselines, while also decreasing users' metabolic energy expenditure relative to the unassisted condition.
- Abstract(参考訳): 外骨格は人間の身体能力を増強する大きな可能性を示してきたが、人間の動作パターンと相互作用の要求が実際にかなり異なるため、信頼できる補助を生成することは依然として困難である。
この問題を解決するために,マルチモーダルなエクソスケルトン軌道生成と可変アクセタンス制御を併用するデュアルループアシスト手法を提案する。
ジェネレータは、主に全身の人の動きと外骨格の受容を用いて、将来の外骨格の軌跡を、補助的な意味的手がかりとしてタスク記述を合成する。
クロスモーダル表現ミスマッチを低減するため、ヒトモーションエンコーダ、エキソスケルトンプロピオセプションエンコーダ、およびトラジェクタジェネレータを段階的に最適化する3段階トレーニングパイプラインを導入する。
内ループでは、ジェネレータから複数の将来の軌跡をサンプリングし、軌跡平均と分散を推定する。
平均は制御基準として使用され、分散は予測信頼性に対する不確実性尺度を提供する。
この措置は、さらに剛性規制法に組み込まれ、有界な結合相互作用入力下での入力-状態安定性への適合的な補助を可能にする。
実験の結果,提案手法は標準ベースラインに比べて筋活動量を大幅に減少させるとともに,非アシスト状態に対する使用者の代謝エネルギー消費を減少させることがわかった。
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