摘要 - 在本文中,我们提出了一种控制机器人系统的通用方法,该机器人系统与环境建立和破坏。有关参考轨迹的近似值。这些动态使上层计划问题可以理解联系时间和力量,并在线生成全新的接触模式序列。为了获得可靠且快速的数值收敛,我们为这些LCP触点动力学设计了一个结构探索的内点求解器,以及用于跟踪问题的自定义轨迹优化器。我们演示了CI-MPC的实时解决方案率,以及在四足机器人上硬件实验中生成和跟踪非周期行为的能力。我们还表明,控制器可以建模不匹配模型,并且可以通过在模拟中发现和利用各种机器人系统的新接触模式来响应干扰,包括Pushbot,Planar Hopper,Planar hopper,Planar Quadruped和Planar Bip。
稿件的所有计算资源均可在 Git 存储库 [1] 和相关数据文件 [2] 中找到。其中包括用于生成输入文件、运行计算、处理和分析数据以及生成图形的脚本。文件组织在存储库中的 README.md 文件中描述。所有 DFT 计算均使用 FHI-aims [3] 完成,其使用原子中心基组和数值径向部分。我们使用严格的默认基组和网格设置,这可确保本文研究的范德华 (vdW) 体系的结合能数值收敛到 0.1 kcal/mol。MBD 计算借助于集成到 FHI-aims 中的 Libmbd 库 [4] 执行,并且可使用当前开发版本在 FHI-aims 中直接执行 MBD-NL 计算。我们目前的实现不包括函数导数δαVV'[n]/δn,因此本文在自洽PBE密度上评估MBD-NL,而导数的实现仍在进行中。重要的是,已发现由范德华相互作用引起的电子密度变化对相互作用能和核力的影响可忽略不计[5]。S66、X23和S12L集的PBE、PBE0和VV10能量取自[6],其使用与本文相同的数值设置。对于分子晶体,所有DFT和MBD计算均使用逆空间中密度至少为0.8˚A的k点网格。对于硬固体,我们使用了[7]中的k点密度。所有分子和晶体几何形状均直接取自各自的基准集,未进行任何松弛。表 I 报告了 MBD-NL、MBD@rsSCS 和 VV10 与 PBE 和 PBE0 函数结合对一组有机分子晶体(X23,[11])、一组超分子复合物(S12L,[12])和一组 26 种层状材料(称为“26”,[10])的性能。在标准范德华数据集中,S12L 是唯一一个 MBD-NL 与 PBE 和 PBE0 函数结合时实现不同性能的数据集。这主要是因为 PBE 与 π – π 复合物的结合力比 PBE0 略强。对于大型 π – π 复合物,半局部 DFT 和长程范德华模型之间的适当平衡尚不清楚 [6]。在“26”集中,MBD@rsSCS 哈密顿量对 26 种化合物中的 20 种具有负特征值。然而,为了获得有限能量,我们使用了 Gould 等人提出的特征值重标度 [9]。图 1 比较了由 PBE-NL 计算的混合有机/无机界面的结合能曲线以及 Ruiz 等人的 MBD@rsSCS 和 TS 方法的表面变体 [13]。表 II 列出了 DFT+MBD 的时序示例