Controlo computacional ótimo de um robô bípede

Os robôs bípedes têm sido objeto de investigação durante décadas, com o objetivo de ajudar ou substituir os seres humanos em tarefas específicas. O estudo destes robôs é crucial para compreender a locomoção humana e melhorar as estratégias de controlo de membros protéticos e ortóticos. No entanto, os desafios de conceção incluem: (1) instabilidade devido a articulações passivas no contacto único pé-solo; (2) variações na configuração ao transitar entre fases da marcha - subactuado durante o apoio simples e sobreactuado durante o apoio duplo; (3) múltiplos graus de liberdade (DOFs); e (4) interação com ambientes desconhecidos. Este trabalho aborda estratégias de controlo ótimo computacional offline para robôs bípedes baseados no ponto de momento zero (ZMP). Aplicando o controlo computacional ótimo, examinamos o impacto das restrições na locomoção, tais como manter o pé de balanço paralelo ao chão e manter o movimento da anca a uma altura constante. Um método de diferenças finitas traduz o problema de controlo ótimo de dimensão infinita num problema sub-ótimo de dimensão finita, seguido de uma otimização de parâmetros para obter trajectórias sub-óptimas sob várias restrições.