MIT研发 Whole-Body Impulse 控制与模型预测控制的高动态四足机器人行进

需积分: 10 2 下载量 40 浏览量 更新于2024-08-05 收藏 3.75MB PDF 举报
"本文主要探讨了麻省理工学院(MIT)在高度动态四足机器人运动控制领域的创新工作,名为'Highly Dynamic Quadruped Locomotion via Whole-Body Impulse Control and Model Predictive Control'。研究团队由Donghyun Kim、Jared DiCarlo、Benjamin Katz、Gerardo Bledt和Sangbae Kim等人组成。动态腿部 locomotion 是一个极具挑战性的课题,因为现有的控制方案往往难以处理空中阶段、短步态时间和高速腿部摆动。 在这个研究中,研究人员提出了一种结合了全身控制(Whole-Body Control, WBC)和模型预测控制(Model Predictive Control, MPC)的方法。核心思想是,MPC通过一个简单的模型,在较长的时间尺度上寻找最优的反应力分配。WBC则根据MPC计算出的反应力,进一步计算关节扭矩、位置和速度指令。这种设计与传统WBC方法不同,后者倾向于跟踪预设的身体轨迹,而新控制器更侧重于反应力命令的控制,从而实现高速且具有空中阶段的动态运动。 为了验证控制器的鲁棒性和灵活性,实验在Mini-Cheetah四足机器人上进行了广泛的测试。实验覆盖了六种不同的步态,并在多种环境中进行,包括户外环境,旨在展示其在复杂动态条件下的性能。这种新型的WBC-MPC结合策略旨在提升四足机器人的运动性能,使之能够在各种动态挑战下稳定、高效地移动,这对于未来机器人技术,特别是适用于搜救、物流等领域有着重要的意义。"