Dynamic motions are a key feature of robotic arms, enabling them to perform tasks quickly and efficiently. Soft continuum manipulators do not currently consider dynamic parameters when operating in task space. This shortcoming makes existing soft robots slow and limits their ability to deal with external forces, especially during object manipulation. We address this issue by using dynamic operational space control. Our control approach takes into account the dynamic parameters of the 3D continuum arm and introduces new models that enable multi-segment soft manipulators to operate smoothly in task space. Advanced control methods, previously afforded only to rigid robots, are now adapted to soft robots; for example, potential field avoidance was previously only shown for rigid robots and is now extended to soft robots. Using our approach, a soft manipulator can now achieve a variety of tasks that were previously not possible: we evaluate the manipulator's performance in closed-loop controlled experiments such as pick-and-place, obstacle avoidance, throwing objects using an attached soft gripper, and deliberately applying forces to a surface by drawing with a grasped piece of chalk. Besides the newly enabled skills, our approach improves tracking accuracy by 59% and increases speed by a factor of 19.3 compared to state of the art for task space control. With these newfound abilities, soft robots can start to challenge rigid robots in the field of manipulation. Our inherently safe and compliant soft robot moves the future of robotic manipulation towards a cageless setup where humans and robots work in parallel.


翻译:动态运动是机器人臂的一个关键特征, 使其能够快速和高效地执行任务。 软连续操纵器目前并不考虑在任务空间操作时的动态参数。 这一缺陷使得现有的软机器人慢下来, 并限制了它们与外部力量打交道的能力, 特别是在物体操纵期间。 我们通过动态操作空间控制来解决这个问题。 我们的控制方法考虑到3D连续臂的动态参数, 并引入新的模型, 使多组软操纵器能够在任务空间顺利运行。 原先只提供给僵硬机器人的高级控制方法现在已经适应软机器人; 例如, 潜在的避免场方法以前只显示为硬机器人, 现在扩大到软机器人。 使用我们的方法, 软操纵器现在可以实现以前不可能完成的多种任务: 我们评估操纵器在闭环控制实验中的性能表现, 如选址、 避免障碍、 将软软操纵器丢弃物体在任务空间空间空间上, 以及刻意将软性力量应用到表面, 粉笔。 除了新获得的技能之外, 我们的方法提高了对硬机器人的精确度的精确度, 并且现在扩大到59% 软的机械操作器操作速度 。, 我们的机械操作在新的机器人操作上, 开始在新的机械操作上, 开始一个新的机械操作中,, 开始一个新的操作过程 开始, 以新的 。

0
下载
关闭预览

相关内容

最新《自监督表示学习》报告,70页ppt
专知会员服务
85+阅读 · 2020年12月22日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
78+阅读 · 2020年7月26日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
59+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
152+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
征稿 | CFP:Special Issue of NLP and KG(JCR Q2,IF2.67)
开放知识图谱
1+阅读 · 2022年4月4日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月2日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月29日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月20日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月16日
VIP会员
相关VIP内容
最新《自监督表示学习》报告,70页ppt
专知会员服务
85+阅读 · 2020年12月22日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
78+阅读 · 2020年7月26日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
59+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
152+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
相关资讯
征稿 | CFP:Special Issue of NLP and KG(JCR Q2,IF2.67)
开放知识图谱
1+阅读 · 2022年4月4日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月2日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月29日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员