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冗余機器人作為智能制造、救災搶險與太空探索等領(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)信息不準確或未知的冗余機器人進行運動規(guī)劃是一個棘手的問題。此外, 若不考慮冗余機器人末端執(zhí)行器的姿態(tài)約束, 可能會因姿態(tài)的不可控性導致任務失敗。

我院大數(shù)據(jù)與無人系統(tǒng)研究團隊針對許多現(xiàn)有機器人控制方法依賴精確的結(jié)構(gòu)信息、未考慮特定任務末端姿態(tài)要求、速度信號難以應用于實物機器人等問題，研究了基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的冗余機器人雙層運動控制規(guī)劃。該研究通過數(shù)據(jù)驅(qū)動技術(shù)實時學習機器人的結(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)，同時提出了雙層運動規(guī)劃方案，實現(xiàn)了加速度控制信號的輸出，最后通過離散神經(jīng)動力學求解器實現(xiàn)了對方案的求解。

該研究最終實現(xiàn)了對結(jié)構(gòu)信息未知冗余機器人的運動規(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：信息科學》上。本研究工作得到了國家自然科學基金項目資助。

相關(guān)論文索引：

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

實物實驗及對比實驗結(jié)果圖