冗余機(jī)器人作為智能制造、救災(zāi)搶險(xiǎn)與太空探索等領(lǐng)域的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，近年來逐漸成為控制領(lǐng)域的最熱門研究方向之一。然而,對結(jié)構(gòu)信息不準(zhǔn)確或未知的冗余機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動(dòng)規(guī)劃是一個(gè)棘手的問題。此外,若不考慮冗余機(jī)器人末端執(zhí)行器的姿態(tài)約束,可能會(huì)因姿態(tài)的不可控性導(dǎo)致任務(wù)失敗。

重慶研究院大數(shù)據(jù)與無人系統(tǒng)研究團(tuán)隊(duì)針對許多現(xiàn)有機(jī)器人控制方法依賴精確的結(jié)構(gòu)信息、未考慮特定任務(wù)末端姿態(tài)要求、速度信號難以應(yīng)用于實(shí)物機(jī)器人等問題，研究了基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的冗余機(jī)器人雙層運(yùn)動(dòng)控制規(guī)劃。該研究通過數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)技術(shù)實(shí)時(shí)學(xué)習(xí)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)信息，并增加了姿態(tài)保持約束以控制末端的姿態(tài)，同時(shí)提出了雙層運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方案，實(shí)現(xiàn)了加速度控制信號的輸出，最后通過離散神經(jīng)動(dòng)力學(xué)求解器實(shí)現(xiàn)了對方案的求解。

該研究最終實(shí)現(xiàn)了對結(jié)構(gòu)信息未知冗余機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃以及末端的姿態(tài)控制。相關(guān)成果發(fā)表于國內(nèi)高水平期刊《中國科學(xué)：信息科學(xué)》上。本研究工作得到了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目資助。

相關(guān)論文索引：

劉梅,尚明生. 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的冗余機(jī)器人雙層運(yùn)動(dòng)規(guī)劃. 中國科學(xué):信息科學(xué),2024,54(4):960–975. DOI: 10.1360/SSI-2023-0100

實(shí)物實(shí)驗(yàn)及對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖