手腕目标的构造方式决定人形机器人手臂关节是否触及极限,arXiv研究发现

由 WORLDTECH 译自英文。事实、数字、名称和来源均与英文原文一致。 English

首次报道 10月30日 04:00 UTC来源：arXiv Robotics (cs.RO)最近编辑更新 10月30日 04:00 UTC发表评论 ↓

一篇发布在arXiv上的预印本论文认为,人形机器人期望手腕位置的构造方式,即由人体动作如何生成该位置(而不仅仅是姿态匹配),在很大程度上决定了其手臂是否会触及允许的关节角度限制。作者在Unitree H1-2(宇树H1-2)上对这一论断进行了检验。

手腕目标如何组装

动作重定向(motion retargeting)将记录下来的人体动作迁移到机器人身上,并计算能够复现该动作的关节运动。该研究聚焦于期望手腕位置,它由示范的手臂方向以及机器人的连杆长度共同构成。因此,即使不施加任何姿态匹配偏好,肩部到手腕的距离也会随示范中连杆之间的夹角而变化。

按伸展长度归一化的替代方案保留示范方向,转而重新缩放距离。两种构造方式使用相同的已处理示范数据和相同的关节角度求解方法,因此可以单独分离出目标构造方式所产生的影响。

在前伸动作扫描中,重建的目标在10次(共20次)重复中使某一关节角度处于边界,而归一化目标在任何一次中都没有做到。在来自同一名参与者的25条记录中,这一计数在负责伸展的手臂上为8次和6次,在辅助手臂上为14次和5次。第二名参与者重复了砌砖和抬举的对比实验。

在硬件回放中,在16条方向匹配的手臂记录里,有12条出现关节达到其指令边界的情况;在16条归一化记录中则没有一条。在符合条件的记录中,这些帧上的跟踪误差和实际执行扭矩均高于同一运行中的其他部分。

作者指出,跨身体伸展和手臂之间的间隙是限制目标可径向调整程度的条件,这些条件标明了归一化方法在何处失去空间。

研究结果支持将目标构造与姿态匹配视为两项不同的重定向决策。作者认为,两者都应结合操作任务所需的手腕位置和间隙进行评估。