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Is Linear Feedback on Smoothed Dynamics Sufficient for Stabilizing Contact-Rich Plans?

Created by
  • Haebom

저자

Yuki Shirai, Tong Zhao, H. J. Terry Suh, Huaijiang Zhu, Xinpei Ni, Jiuguang Wang, Max Simchowitz, Tao Pang

개요

본 논문은 접촉이 많은 조작 작업을 위한 계획 및 제어 설계의 어려움을 다룹니다. 많은 기울기 기반 제어기 합성 도구가 매끄러운 조건을 가정하기 때문에 접촉은 이러한 조건을 위반합니다. 접촉 평활화는 비매끄러운 시스템을 매끄러운 시스템으로 근사하여 이러한 합성 도구를 더 효과적으로 사용할 수 있도록 합니다. 하지만 접촉 역학의 평활화에 고전적인 제어 합성 방법을 적용하는 것은 상대적으로 미개척 분야입니다. 본 논문은 접촉 평활화 기반의 미분 시뮬레이터를 사용한 선형 제어기 합성의 효능을 분석합니다. 불확실한 조건 및/또는 역학에 강인한 (a) 개방 루프 계획과 (b) 개방 루프 계획 주변을 안정화하기 위한 피드백 이득을 계산하기 위해 접촉 평활화를 활용하는 자연스러운 기준선을 제시합니다. 로봇 양손 전신 조작을 테스트베드로 사용하여 300개 이상의 궤적에 대한 광범위한 실험적 실험을 수행하고 LQR이 접촉이 많은 계획을 안정화하는 데 불충분한 이유를 분석합니다.

시사점, 한계점

시사점: 접촉 평활화 기반의 미분 시뮬레이터를 이용한 선형 제어기 합성의 효능 분석을 통해 접촉이 많은 조작 작업에 대한 계획 및 제어 전략을 개선하는 데 기여합니다. 개방 루프 계획 및 피드백 이득 계산을 위한 자연스러운 기준선을 제시하여 실제 로봇 시스템에 적용 가능성을 높였습니다.
한계점: LQR이 접촉이 많은 계획을 안정화하는 데 불충분한 이유에 대한 분석을 제시하지만, 더욱 효과적인 제어 전략을 제시하지는 못합니다. 실험은 특정 로봇 시스템(양손 전신 조작)에 국한되어 있으며, 다른 시스템으로의 일반화 가능성에 대한 추가 연구가 필요합니다. 300개 이상의 궤적에 대한 실험 결과를 제시하지만, 상세한 실험 설정 및 결과 분석이 부족할 수 있습니다.
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