Biological systems, including human beings, have the innate ability to perform complex tasks in versatile and agile manner. Researchers in sensorimotor control have tried to understand and formally define this innate property. The idea, supported by several experimental findings, that biological systems are able to combine and adapt basic units of motion into complex tasks finally lead to the formulation of the motor primitives theory. In this respect, Dynamic Movement Primitives (DMPs) represent an elegant mathematical formulation of the motor primitives as stable dynamical systems, and are well suited to generate motor commands for artificial systems like robots. In the last decades, DMPs have inspired researchers in different robotic fields including imitation and reinforcement learning, optimal control,physical interaction, and human-robot co-working, resulting a considerable amount of published papers. The goal of this tutorial survey is two-fold. On one side, we present the existing DMPs formulations in rigorous mathematical terms,and discuss advantages and limitations of each approach as well as practical implementation details. In the tutorial vein, we also search for existing implementations of presented approaches and release several others. On the other side, we provide a systematic and comprehensive review of existing literature and categorize state of the art work on DMP. The paper concludes with a discussion on the limitations of DMPs and an outline of possible research directions.


翻译:生物系统,包括人类,具有本能的能力,能够以多才多艺和灵活的方式执行复杂的任务。感官分子控制的研究人员试图理解和正式界定这种固有属性。在几个实验发现的支持下,认为生物系统能够将基本运动单位结合并调整为复杂的任务,最终导致制定运动原始理论。在这方面,动态运动原始(DMPs)代表了机动原始的优雅数学公式,作为稳定的动态系统,非常适合为机器人等人工系统生成运动指令。在过去几十年中,DMPs激励了不同机器人领域的研究人员,包括模仿和强化学习、最佳控制、物理互动和人-机器人共同工作,产生了大量发表的论文。这项指导性调查的目标是双重的。一方面,我们用严格的数学术语介绍现有的DMPs(DMPs)配方,讨论每种方法的优点和局限性,以及实际执行的细节。在辅导方面,我们还寻求现有方法的实施,并发布一些DMPs的版本。在另一方面,我们将现有的文献和D-robal 的思路与现有文件的思路进行系统和全面分析。

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