Fluidically actuated soft robots have promising capabilities such as inherent compliance and user safety. The control of soft robots needs to properly handle nonlinear actuation dynamics, motion constraints, workspace limitations, and variable shape stiffness, so having a unique algorithm for all these issues would be extremely beneficial. In this work, we adapt Model Predictive Control (MPC), popular for rigid robots, to a soft robotic arm called SoPrA. We address the challenges that current control methods are facing, by proposing a framework that handles these in a modular manner. While previous work focused on Joint-Space formulations, we show through simulation and experimental results that Task-Space MPC can be successfully implemented for dynamic soft robotic control. We provide a way to couple the Piece-wise Constant Curvature and Augmented Rigid Body Model assumptions with internal and external constraints and actuation dynamics, delivering an algorithm that unites these aspects and optimizes over them. We believe that a MPC implementation based on our approach could be the way to address most of model-based soft robotics control issues within a unified and modular framework, while allowing to include improvements that usually belong to other control domains such as machine learning techniques.


翻译:在这项工作中,我们把最受僵硬机器人欢迎的模型预测控制(MPC)改造成一个软机器人臂,称为SoPrA。我们通过提议一个以模块化方式处理这些控制方法的框架来解决当前控制方法所面临的挑战。虽然以前的工作侧重于联合空间配制,但我们通过模拟和实验结果显示,在动态软机器人控制方面,任务空间磁盘可以成功实施,因此,对所有这些问题都有一个独特的算法。我们提供了一种方法,将小巧常态曲线和增强的硬体模型假设与内部和外部制约和动作动态相结合,提供一种将这些方面结合在一起并优化这些方面的算法。我们认为,基于我们的方法实施MPC可能是在统一和模块化框架内解决大多数基于模型的软机器人控制问题的方法,同时允许将通常属于其他控制领域的改进方法作为学习工具。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
38+阅读 · 2020年9月6日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年7月26日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
145+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
171+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
101+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3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 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
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013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 · 2009年12月31日
VIP会员
相关资讯
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3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 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
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013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 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员