变形能

最佳基于Cosserat的变形控制线性对象的机器人操纵

摘要 - 可构造的对象操纵是一个充满挑战的研究主题，它引起了对机器人领域的日益兴趣，因为已经出现了解决此问题的新方法。到目前为止，文献中的大多数提出的方法都集中在形状控制上。被忽略了应用于物体的应变，因此排除了操纵脆弱产品的大部分工业应用，例如橡胶和塑料物体的脱胚层或食物的处理。这些应用需要在准确性和仔细操纵之间进行权衡，以保留操纵对象。在本文中，我们提出了一种方法来最佳控制线性和平面变形对象的变形，同时还最大程度地减少对象的变形能。首先，我们修改了最初为线性软机器人控制开发的框架，以使其适应可变形的物体机器人操作。为此，我们将问题重新制定为一个优化问题，其中考虑对象的整体形状，而不是仅专注于对象的位置和方向的尖端。然后，我们在成本函数中包含一个能量项，以找到在达到所需形状的同时最小化操纵物体中潜在的弹性能量的解决方案。对于高非线性问题的解决方案众所周知，很难找到对局部最小值的敏感性。我们定义了连接对象的已知初始和最终配置并顺序解决问题的中间最佳步骤，从而增强了算法的鲁棒性并确保解决方案的最佳性。然后使用中间最佳配置来定义机器人的终端效果轨迹，以使对象从初始配置变形为所需的配置。索引术语 - 可通知的对象操纵，机器人技术，形状控制，优化，轨迹生成