Operational space control with reinforcement learning redundancy resolution for robotic manipulators

Operational space control with reinforcement learning redundancy resolution for robotic manipulators

Aprendizaje reforzado

Manipulador robótico

Control en el espacio operacional

Redundancia articular

Dinámica

Control neuronal

620

Ingeniería

Tesis (Master of Science in Engineering)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2023.

Los manipuladores robóticos con grados redundantes de libertad permiten la incorporación de objetivos secundarios, tales como la minimización de energía, la evasión de obstáculos o configuraciones de reposo, objetivos que no interfieren con el movimiento deseado del extremo efector. Técnicas tradicionales de control óptimo incorporan estos objetivos secundarios mediante formulas analíticas, pero desafortunadamente, este tipo de métodos depende de la suposición de un modelo perfecto. Además, los objetivos secundarios son fijos y no se pueden cambiar de forma adaptativa. En este trabajo, se propone una estrategia de control que combina un agente basado en el algoritmo Actor Crítico Suave con un Controlador en el Espacio Operacional. De esta forma, se consigue tanto una planificación de rutas como una resolución de la redundancia mediante el uso de torques de compensación en el espacio nulo. El método es validado tanto en simulación como en experimentos reales utilizando el brazo robótico Franka Emika Research 3, evaluando su desempeño en la tarea de alcanzar objetivos dentro de su espacio de trabajo. Los resultados de la simulación indican que el método propuesto logra un aumento del 29.0% en el porcentaje de cumplimiento de la tarea, una disminución del 20.0% en el tiempo que le lleva completar la tarea y una reducción del 30.8% en el consumo de energía, todo esto en comparación con el control operacional tradicional. Los resultados experimentales muestran que la estrategia propuesta mejora la capacidad del control operacional, permitiéndole hacer un mejor uso del espacio de trabajo del robot y dándole un sentido de conciencia de las limitaciones de sus articulaciones.

Garcés Harbst, Héctor Alonso

2024-01-30T19:47:27Z

2024-01-30T19:47:27Z

2023

Torres Torriti, Miguel Attilio

Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería

acceso abierto

x, 30 páginas

application/pdf

en

tesis de maestría

https://repositorio.uc.cl/handle/11534/81080