Legged robots can traverse a wide variety of terrains, some of which may be challenging for wheeled robots, such as stairs or highly uneven surfaces. However, quadruped robots face stability challenges on slippery surfaces. This can be resolved by adjusting the robot's locomotion by switching to more conservative and stable locomotion modes, such as crawl mode (where three feet are in contact with the ground always) or amble mode (where one foot touches down at a time) to prevent potential falls. To tackle these challenges, we propose an approach to learn a model from past robot experience for predictive detection of potential failures. Accordingly, we trigger gait switching merely based on proprioceptive sensory information. To learn this predictive model, we propose a semi-supervised process for detecting and annotating ground truth slip events in two stages: We first detect abnormal occurrences in the time series sequences of the gait data using an unsupervised anomaly detector, and then, the anomalies are verified with expert human knowledge in a replay simulation to assert the event of a slip. These annotated slip events are then used as ground truth examples to train an ensemble decision learner for predicting slip probabilities across terrains for traversability. We analyze our model on data recorded by a legged robot on multiple sites with slippery terrain. We demonstrate that a potential slip event can be predicted up to 720 ms ahead of a potential fall with an average precision greater than 0.95 and an average F-score of 0.82. Finally, we validate our approach in real-time by deploying it on a legged robot and switching its gait mode based on slip event detection.


翻译:扶起的机械人可以穿越多种多样的地形, 其中一些地形对于轮式机器人可能具有挑战性, 比如楼梯或高度不均的表面。 但是, 四重机器人在滑滑的表面面临稳定性挑战。 可以通过调整机器人的移动速度, 改变到更保守和稳定的移动速度模式, 比如爬行模式( 三英尺总是与地面接触 ) 或 摇动模式( 一次一脚触碰一次) 来防止潜在坠落 。 为了应对这些挑战, 我们建议了一种方法, 从过去机器人的经验中学习一个模型, 用来预测可能的失败。 因此, 我们仅仅根据自行感知感知感知感知的感官信息触发变形机器人的变形游戏。 为了了解这一预测模式, 我们建议一个半超超前的过程来检测和记录地面真相滑动事件。 我们首先用一个不超前的异常探测器在时间序列中检测异常情况, 然后, 以人类专家知识来验证这些变异性的方法, 在重的模拟中, 来确认一个腿滑落事件。 这些有说明性的滑落事件, 然后用来在真实的概率模型中 将一个记录下来的变变变变变的概率, 将一个真实事件 用来用来在一个可变的轨道中, 以显示一个我们一个可变现的轨道 以显示的轨道 的轨道 以显示一个可变现的轨道 。

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