A Koopman-based residual modeling approach for the control of a soft robot arm

控制器(灌溉) 运动学 软机器人 残余物 控制理论(社会学) 控制(管理) 计算机科学 模型预测控制 机器人 控制工程 工程类 人工智能 算法 物理 生物 经典力学 农学
作者
Daniel Bruder,David Bombara,R.J.K. Wood
出处
期刊:The International Journal of Robotics Research [SAGE Publishing]
被引量:3
标识
DOI:10.1177/02783649241272114
摘要

Soft robots are challenging to model and control due to their poorly defined kinematics and nonlinear dynamics. Recently, Koopman operator theory has been shown capable of constructing control-oriented soft robot models from data. However, building these models requires extensive data collection and they do not necessarily generalize well outside of the training observations. This paper presents a more data-efficient and generalizable approach to soft robot modeling that first identifies a physics-based Koopman model then supplements it with a data-driven residual Koopman model. The resulting combined model is linear and thus compatible with real-time model-based control techniques such as Model Predictive Control (MPC). The efficacy of the approach is demonstrated on several simulated systems and on a real soft robot arm, where it is shown to generate models that are more accurate than purely physics-based models and require less data to construct than purely data-driven models. Using a model-based controller, the soft arm is able to successfully track end effector trajectories, perform a pick-and-place task, and write on a dry-erase board, showcasing the applicability of this framework to increase the capabilities of soft robotic systems.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
Jiangzhibing发布了新的文献求助10
1秒前
在水一方应助ycy采纳,获得10
1秒前
1秒前
1秒前
傻死一只橙子完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
任性的鸵鸟完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
王贺完成签到,获得积分10
3秒前
亚米发布了新的文献求助10
3秒前
李健应助我是唐不是傻采纳,获得10
4秒前
粗犷的迎松完成签到,获得积分10
4秒前
鳗鱼悲应助Billy采纳,获得10
4秒前
4秒前
Liana_Liu完成签到,获得积分10
4秒前
宁annie完成签到,获得积分10
4秒前
zkx发布了新的文献求助20
5秒前
yuuuu01完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
7秒前
朴实的向日葵完成签到,获得积分10
7秒前
wenlin完成签到,获得积分10
8秒前
小黑球完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
兴奋中道发布了新的文献求助10
8秒前
Xer完成签到,获得积分10
9秒前
神勇长颈鹿完成签到,获得积分10
9秒前
JamesPei应助为你等候采纳,获得10
9秒前
大饼完成签到 ,获得积分10
10秒前
11秒前
better完成签到,获得积分10
11秒前
风姿物语完成签到,获得积分10
12秒前
Ashore驳回了vlots应助
12秒前
12秒前
12秒前
13秒前
万能图书馆应助毛子涵采纳,获得10
14秒前
14秒前
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Разработка технологических основ обеспечения качества сборки высокоточных узлов газотурбинных двигателей,2000 1000
Vertebrate Palaeontology, 5th Edition 500
ISO/IEC 24760-1:2025 Information security, cybersecurity and privacy protection — A framework for identity management 500
碳捕捉技术能效评价方法 500
Optimization and Learning via Stochastic Gradient Search 500
Nuclear Fuel Behaviour under RIA Conditions 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4698116
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4067402
关于积分的说明 12574949
捐赠科研通 3766869
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2080287
邀请新用户注册赠送积分活动 1108374
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 986687