Fast Running Experiments Involving a Humanoid Robot Robots Humanoides Centro de Automática y Robótica CSIC-UPM Universidad Politécnica de Madrid William.

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1 Fast Running Experiments Involving a Humanoid Robot Robots Humanoides Centro de Automática y Robótica CSIC-UPM Universidad Politécnica de Madrid William CORALMarco Montagni

2 Fast Running Experiments Involving a Humanoid Robot 1.Introducción 2.Running motion generation 3.Balance control 4.Experiments 5.Conclusiones Fast Running Experiments Involving a Humanoid Robot

3 1.Introducción 2.Running motion generation 3.Balance control 4.Experiments 5.Conclusiones Generación de Movimiento Control de Equilibrio La generación del movimiento es una forma unificada para diseñar tanto caminar como correr y puede generar la trayectoria de las condiciones verticales del centro de masa (COM) logrando un tiempo de cálculo corto. El control de equilibrio permite al robot mantener el equilibrio cambiando la posición de contacto del pie dinámicamente cuando el robot es perturbado

4 Fast Running Experiments Involving a Humanoid Robot 1.Introducción 2.Running motion generation 3.Balance control 4.Experiments 5.Conclusiones flight phases ningún pie toca el piso flight phases ningún pie toca el piso CorrerSaltar Raibert (1986) Maquinas saltadoras Nagasaka (2004) Kajita (2005) No de tamaño Humano De tamaño Humano Asimo (2006) 6 [Km/h]

5 Fast Running Experiments Involving a Humanoid Robot 1.Introducción 2.Running motion generation 3.Balance control 4.Experiments 5.Conclusiones La estabilidad del movimiento de un robot con “piernas” se indica por las asignaciones del pie de apoyo y su Zero Moment Point (ZMP), que se calcula por la trayectoria del centro de masa (COM) y el momento angular. Poligono Apoyo ZMP Poligono Apoyo ZMP Varios estudios han generado patrones de caminar que no tienen ninguna fase de vuelo.

6 Fast Running Experiments Involving a Humanoid Robot 1.Introducción 2.Running motion generation 3.Balance control 4.Experiments 5.Conclusiones Se definen los movimientos de caminar y correr Caminar y correr son secuencias de pasos Un paso se puede dividir en dos fases La fase de apoyo El cambio de fase Durante esta fase, los pies del robot está en contacto con el suelo. Esta fase es el tiempo de transición en el paso siguiente. Durante el cambio de fase, ya sea ambos pies están en contacto con el suelo o ningún pie está en contacto con el suelo (es decir, la fase de vuelo). Para cada fase, la trayectoria del COM, el momento angular y la posición y orientación de cada pie se obtienen los datos discretizados.

7 Fast Running Experiments Involving a Humanoid Robot 1.Introducción 2.Running motion generation 3.Balance control 4.Experiments 5.Conclusiones Resumen de la generación de movimiento Fase de apoyo: 200 a 250 [ms] Cambio de fase (vuelo): 50 a 100 [ms]

8 Fast Running Experiments Involving a Humanoid Robot Ejemplo: pasos y fases 1.Introducción 2.Running motion generation 3.Balance control 4.Experiments 5.Conclusiones

9 1.Introducción 2.Running motion generation 3.Balance control 4.Experiments 5.Conclusiones 3 Fast running Errore della traiettoria Errore di modellizazione Pavimento non perfettamente piatto Shock di contatto Sensore di forza Piede leggero e robusto Rapida risposta di feedback Guadagni bassi ki e kp bassi= smorzatore Falta trayectoria Feedback+Feedforward Fast Running Experiments Involving a Humanoid Robot

10 1.Introducción 2.Running motion generation 3.Balance control 4.Experiments 5.Conclusiones Feedforward Azul sin feedforward y rojo con feedforward Fast Running Experiments Involving a Humanoid Robot

11 1.Introducción 2.Running motion generation 3.Balance control 4.Experiments 5.Conclusiones Feedback Bajo Ki y Kp Falta trayectoria Grande f de clock Rigeneraziones de la traiettoria Fast Running Experiments Involving a Humanoid Robot

12 1.Introducción 2.Running motion generation 3.Balance control 4.Experiments 5.Conclusiones Experimentos El robot es 130 [cm] de alto y pesa 50 [kg]. La pierna tiene siete grados de la libertad: tres en la cadera, una en la rodilla, dos en el tobillo, y una en la puntera. La cintura tiene una orientación-eje de la articulación. En el Alto muestra la experiencia de correr en su lugar y ser sometido a un empuje externo. El robot es empujado frontal del torso mientras se está ejecutando en su lugar. El robot se inclina hacia atrás, pero evita caer en mediante la corrección de su equilibrio. La duración del un paso es de 340 [ms], donde la fase de apoyo es de 240 [ms] y la fase de vuelo es de 100 [ms]. En bajo secuencia de UNA de las fotografías de una ejecución experimento. el control de realimentación para el movimiento generación puede estabilizar el funcionamiento cambiando el contacto ubicación de los pies. Este robot puede correr a una velocidad media de 7,0 [km / h]. Esto revela que el control de balance es eficaz para la alta velocidad de circulación. Fast Running Experiments Involving a Humanoid Robot

13 1.Introducción 2.Running motion generation 3.Balance control 4.Experiments 5.Conclusiones Conclusiones Dos tecnologías se utilizaron para desarrollar un robot humanoide capaces de funcionar a 7,0 [km / h]. -La primera tecnología es la generación de movimiento. La propuesta método se puede diseñar tanto caminar y correr, porque la trayectoria vertical de COM se pueden diseñar libremente en un tiempo de cálculo corto. La capacidad de diseñar cualquier pie o en ejecución de movimiento basado en un movimiento de marcha en su lugar puede se aplica simplemente a otros tipos de robots con patas. -La segunda tecnología es el control de balance. Nos dimos cuenta de cumplimiento sin detección de la fuerza mediante el ajuste del control de obtener de las articulaciones y alimentar-enviado pares. Los choques de la suelo son absorbidas sin un sensor de fuerza en el pie. -Además, el control de realimentación para la generación de movimiento permite que el robot para evitar caer sobre cambiando el ubicación del pie de contacto. Este control se basa en el ventaja de la generación de movimiento propuesto, que puede ser realizado en un tiempo corto. En el futuro, la solidez de correr y caminar debe ser mejorado. En el presente estudio, hemos asumido un pequeño perturbación y un suelo plano. Sin embargo, una perturbación más grande es posible en un espacio de trabajo real. Correr y caminar en bruto terreno también se examinará en el futuro. Fast Running Experiments Involving a Humanoid Robot

14 Gracias a todos