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Shared Autonomy via Variable Impedance Control and Virtual Potential Fields for Encoding Human Demonstrations*

Jadav, Shail und Heidersberger, Johannes und Ott, Christian und Lee, Dongheui (2024) Shared Autonomy via Variable Impedance Control and Virtual Potential Fields for Encoding Human Demonstrations*. In: 2024 IEEE International Conference on Robotics and Automation, ICRA 2024, Seiten 15151-15157. IEEE. 2024 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), 2024-05-13, Yokohama, Japan. doi: 10.1109/ICRA57147.2024.10610761. ISBN 979-835038457-4. ISSN 1050-4729.

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Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/10610761

Kurzfassung

This article introduces a framework for complex human-robot collaboration tasks, such as the co-manufacturing of furniture. For these tasks, it is essential to encode tasks from human demonstration and reproduce these skills in a compliant and safe manner. Therefore, two key components are addressed in this work: motion generation and shared autonomy. We propose a motion generator based on a time-invariant potential field, capable of encoding wrench profiles, complex and closed-loop trajectories, and additionally incorporates obstacle avoidance. Additionally, the paper addresses shared autonomy (SA) which enables synergetic collaboration between human operators and robots by dynamically allocating authority. Variable impedance control (VIC) and force control are employed, where impedance and wrench are adapted based on the human-robot autonomy factor derived from interaction forces. System passivity is ensured by an energy-tank based task passivation strategy. The framework's efficacy is validated through simulations and an experimental study employing a Franka Emika Research 3 robot.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/208500/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Shared Autonomy via Variable Impedance Control and Virtual Potential Fields for Encoding Human Demonstrations*
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Jadav, ShailNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Heidersberger, JohannesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ott, ChristianChristian.Ott (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0987-7493NICHT SPEZIFIZIERT
Lee, DongheuiDongheui.Lee (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1897-7664NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:8 August 2024
Erschienen in:2024 IEEE International Conference on Robotics and Automation, ICRA 2024
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1109/ICRA57147.2024.10610761
Seitenbereich:Seiten 15151-15157
Verlag:IEEE
ISSN:1050-4729
ISBN:979-835038457-4
Status:veröffentlicht
Stichwörter:shared autonomy
Veranstaltungstitel:2024 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA)
Veranstaltungsort:Yokohama, Japan
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:13 Mai 2024
Veranstalter :IEEE
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Robotik
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RO - Robotik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Roboterdynamik & Simulation [RO]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Analyse und Regelung komplexer Robotersysteme
Hinterlegt von: Strobl, Dr. Klaus H.
Hinterlegt am:13 Nov 2024 09:50
Letzte Änderung:13 Nov 2024 09:50

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