仿人机器人全身运动:模仿人类的运动

由于仿人机器人有很多自由度,而且还要保持运动的平衡,所以这方面的课题还在大量研究之中,尚未形成很成熟的最终方法。

由于仿人机器人具有人类的形状和相似的关节配置,所以模仿人类的运动来生存机器人的全身运动是个自然而然的想法。一般使用运动捕获系统[1]来获取人的运动数据,然后使用这些数据来控制机器人。然而,由于仿人机器人与人类身体特征之间有不可避免的差异,捕获的运动数据不能直接应用在机器人身上。

最近,韩国科学院的科学家提出一种新的方法来模仿人类的运动[2],获得了很好的效果。

本研究提出了一种通过转换人类运动数据,能够动态生成稳定的全身运动的方法。该方法由与人类的相似度和稳定性的运动学和动力学映射组成。运动学映射包含人脚的缩放和零力矩点(ZMP)轨迹,这是因为机器人与人类几何上的差别。动力学映射调整机器人的髋部运动,以保证全身运动的稳定性。此外,我们提出一个简化的人类模型来获得ZMP轨迹,用来作为机器人模仿人类运动时的参考ZMP轨迹。使用该方法可以机器人可以在线模仿人类的舞蹈。

参考文献

  1. Wikipedia: Motion Capture. http://en.wikipedia.org/wiki/Motion_capture
  2. KKim, Seungsu (EPFL), Kim, ChangHwan (Korea Institute of Science and Technology), YOU, BUM JAE (KIST), Oh, Sang-Rok (MIC): Stable Whole-Body Motion Generation for Humanoid Robots to Imitate Human Motions. The 2009 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent RObots and Systems, Hyatt Regency, St. Louis, USA, Oct. 11-15, 2009
  3. 梶田秀司(著), 管贻生(译): 仿人机器人. 清华大学出版社, 2007

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