Learning-Based Design and Control for Quadrupedal Robots With Parallel-Elastic Actuators

机器人 计算机科学 扭矩 执行机构 控制理论(社会学) 地形 控制工程 模拟 工程类 人工智能 控制(管理) 热力学 生态学 物理 生物
作者
Filip Bjelonic,Joonho Lee,Philip Arm,Dhionis Sako,Davide Tateo,Jan Cornelius Peters,Marco Hutter
出处
期刊:IEEE robotics and automation letters 卷期号:8 (3): 1611-1618 被引量:5
标识
DOI:10.1109/lra.2023.3234809
摘要

Parallel-elastic joints can improve the efficiency and strength of robots by assisting the actuators with additional torques. For these benefits to be realized, a spring needs to be carefully designed. However, designing robots is an iterative and tedious process, often relying on intuition and heuristics. We introduce a design optimization framework that allows us to co-optimize a parallel elastic knee joint and locomotion controller for quadrupedal robots with minimal human intuition. We design a parallel elastic joint and optimize its parameters with respect to the efficiency in a model-free fashion. In the first step, we train a design-conditioned policy using model-free Reinforcement Learning, capable of controlling the quadruped in the predefined range of design parameters. Afterwards, we use Bayesian Optimization to find the best design using the policy. We use this framework to optimize the parallel-elastic spring parameters for the knee of our quadrupedal robot ANYmal together with the optimal controller. We evaluate the optimized design and controller in real-world experiments over various terrains. Our results show that the new system improves the torque-square efficiency of the robot by 33% compared to the baseline and reduces maximum joint torque by 30% without compromising tracking performance. The improved design resulted in 11% longer operation time on flat terrain.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
可靠月亮完成签到,获得积分10
刚刚
体贴的小翠完成签到,获得积分10
1秒前
Terahertz完成签到 ,获得积分10
2秒前
hello完成签到,获得积分10
5秒前
草上飞完成签到 ,获得积分10
5秒前
forge完成签到,获得积分10
6秒前
失眠的广山完成签到 ,获得积分10
6秒前
甜甜圈完成签到 ,获得积分10
7秒前
Anonymous完成签到,获得积分10
7秒前
Spongeisla完成签到,获得积分10
8秒前
davyean完成签到,获得积分10
8秒前
SAINT完成签到 ,获得积分10
8秒前
奋斗不止发布了新的文献求助10
10秒前
大气的鹭洋完成签到,获得积分10
10秒前
Liziqi823完成签到,获得积分10
13秒前
绿袖子完成签到,获得积分10
16秒前
勤恳的千秋完成签到 ,获得积分10
16秒前
YYY完成签到,获得积分10
17秒前
苗槐完成签到,获得积分10
17秒前
陈文学完成签到,获得积分10
17秒前
科研通AI2S应助fortuneteller采纳,获得10
18秒前
shtatbf完成签到,获得积分10
20秒前
无味完成签到,获得积分10
21秒前
Tin完成签到,获得积分10
24秒前
追寻的冬寒完成签到 ,获得积分10
25秒前
开庆完成签到,获得积分10
26秒前
夹竹桃完成签到 ,获得积分20
27秒前
顺利兰完成签到 ,获得积分10
28秒前
井野浮应助奔铂儿钯采纳,获得20
28秒前
orixero应助瘦瘦采纳,获得10
29秒前
高大绝义完成签到,获得积分10
29秒前
科研通AI2S应助hello采纳,获得10
29秒前
VDC应助hello采纳,获得30
29秒前
SH123完成签到 ,获得积分10
30秒前
虚拟的尔蓝完成签到 ,获得积分10
31秒前
无一完成签到 ,获得积分10
33秒前
爱吃肉肉的蚂蚁完成签到,获得积分10
35秒前
众人皆醉我独醒完成签到,获得积分10
40秒前
Keyuuu30完成签到,获得积分10
40秒前
EricSai完成签到,获得积分10
41秒前
高分求助中
歯科矯正学 第7版(或第5版) 1004
Smart but Scattered: The Revolutionary Executive Skills Approach to Helping Kids Reach Their Potential (第二版) 1000
Semiconductor Process Reliability in Practice 720
GROUP-THEORY AND POLARIZATION ALGEBRA 500
Mesopotamian divination texts : conversing with the gods : sources from the first millennium BCE 500
Days of Transition. The Parsi Death Rituals(2011) 500
The Heath Anthology of American Literature: Early Nineteenth Century 1800 - 1865 Vol. B 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3229787
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2877313
关于积分的说明 8198793
捐赠科研通 2544774
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1374645
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 647033
邀请新用户注册赠送积分活动 621851