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摘要 - 近年来，软机器人模拟器已经发展为提供各种功能，包括不同材料类型（例如弹性，超弹性）和驱动方法（例如，气动，电缆驱动，伺服运动）的模拟。这些模拟器还为各种任务（例如校准，设计和控制）提供工具。但是，在这些模拟器中有效，准确地计算衍生物仍然是一个挑战，尤其是在存在物理接触相互作用的情况下。结合这些衍生物可以显着提高控制方法的收敛速度，例如增强学习和轨迹优化，启用基于梯度的设计技术，或促进端到端的机器学习方法以减少模型。本文通过引入一种统一的方法来解决这些挑战，以计算有限元方法框架中的机械方程的衍生物，包括模拟为非线性互补性问题的触点交互。所提出的方法处理碰撞和摩擦阶段，解释其非平滑动力学，并利用基于网格的模型引入的稀疏性。通过几个控制和校准软系统的示例来证明其有效性。关键字：软动物模拟，可区分的物理，可区分优化，非平滑动力学。
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