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松下開發(fā)可有效地教授機(jī)器人執(zhí)行準(zhǔn)確、安全的動作的技術(shù)

2023-08-30 08:59 性質(zhì):原創(chuàng) 作者:Mulan 來源:AGV
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日本松下控股公司 (Panasonic Holdings)已開發(fā)出一種技術(shù),可有效地教授機(jī)器人執(zhí)行涉及接觸的動作。該技術(shù)能夠有效地傳授控制參數(shù),使機(jī)器人既能正確執(zhí)行傳授的動作,又能在發(fā)生接觸時安全地執(zhí)...

日本松下控股公司 (Panasonic Holdings)已開發(fā)出一種技術(shù),可有效地教授機(jī)器人執(zhí)行涉及接觸的動作。該技術(shù)能夠有效地傳授控制參數(shù),使機(jī)器人既能正確執(zhí)行傳授的動作,又能在發(fā)生接觸時安全地執(zhí)行動作。

松下控股于2023年8月8日宣布,該公司已開發(fā)出一種技術(shù),可有效地教授機(jī)器人執(zhí)行涉及接觸的動作。直接示教是指人直接移動機(jī)器人以示教其動作,要求機(jī)器人準(zhǔn)確再現(xiàn)示教動作,同時降低與人或物體接觸的風(fēng)險。然而,要在兩者之間取得平衡的控制卻極具挑戰(zhàn)性。

另一方面,阻抗控制是一種使機(jī)器人的動作具有彈簧般靈活性的控制技術(shù),如果彈簧系統(tǒng)(阻抗增益)的參數(shù)設(shè)置得當(dāng),則可以在準(zhǔn)確執(zhí)行示教動作的同時降低接觸風(fēng)險。

然而,在一般的阻抗控制中,很難在安全性和動作準(zhǔn)確性之間做出權(quán)衡。此外,要完成一項任務(wù),必須準(zhǔn)確地完成幾個連續(xù)動作,如接近門把手、轉(zhuǎn)動把手和開門,但每個動作的最佳阻抗增益卻各不相同。

因此,該公司設(shè)計了一種兩階段方法。首先對所教的動作序列進(jìn)行分段,以便于優(yōu)化參數(shù),然后使用多目標(biāo)貝葉斯優(yōu)化法為每個分段找到最佳阻抗增益。


使用開發(fā)的方法學(xué)習(xí)阻抗控制參數(shù)的流程

開發(fā)的分割方法“IC-SLD(阻抗控制感知切換線性動力學(xué))”假設(shè)一系列機(jī)器人運動是通過組合阻抗控制假設(shè)的彈簧系統(tǒng)的多個運動方程來生成的,作為推斷未知的問題方程中的阻抗增益和方程的切換時間。在IC-SLD方法中,由于最小化了實際示教軌跡和預(yù)測軌跡之間的差異以獲得解,因此與傳統(tǒng)方法相比,可以實現(xiàn)適合優(yōu)化的分割。

IC-SLD 和傳統(tǒng)方法在開門任務(wù)中的分割結(jié)果 

接下來,我們利用先驗知識通過貝葉斯優(yōu)化來搜索阻抗增益。通過使用 IC-SLD 輸出的阻抗增益的估計值作為候選解決方案,可以實現(xiàn)有效的優(yōu)化。使用模擬和實際設(shè)備進(jìn)行的評估表明,與傳統(tǒng)方法相比,可以在更短的時間內(nèi)學(xué)習(xí)阻抗增益。


使用所開發(fā)的方法通過仿真和實際機(jī)器學(xué)習(xí)阻抗增益的結(jié)果。橫軸是試驗次數(shù),縱軸是綜合任務(wù)績效和安全性的指標(biāo)

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