從0到1打造一臺機器人走起來

聚焦仿人雙足機器人,著重解決其下肢魯棒行走中仿真到實機間隔(SimToReal gap)的誤差問題

總述

硬件:采用傅利葉智能科技一體化關節模組:
1)胯部和膝關節選用 FSA80 - 29E 電機,以承受較大扭矩;
2)大腿部分采用 FSA60 - 43E 電機,兼顧扭矩和轉速需求;
3)小腿選用 FSA45 - 30E 電機并采用并聯結構,優化慣量設計,提升機器人運動的靈活性和穩定性。
關節采用模塊化快拆設計,方便維護;
整體選用鋁合金 7075、退火鈦和碳纖維等材質,提高機器人性能。

硬件拓撲:采用信號層和功率層分層架構,
信號層以上位機為核心,借助千兆交換機實現多電機的精準控制
功率層利用硬件隔離技術保障上位機安全,并為各組件提供適配電壓

重點:步態規劃環節,基于HumanoidGym框架,運用強化學習模型,結合近端策略優化(PPO)損失函數,非對稱演員評論家方法和特權信息進行訓練。通過合理設置獎勵函數,引導機器人學習最優步態。在IssacGym平臺進行多環境訓練,并在不同仿真環境中驗證和優化策略,使機器人獲得穩定高效的步態。

部署準備:Real2Sim過程中,從Mujoco仿真環境中采樣獲取電機action值在實物上驗證,有效驗證電機和硬件性能。
部署:在實機部署(Sim2Real)時,針對仿真與現實的差異,優化控制頻率,采用偽并行技術提高數據獲取效率,并對控制頻率和策略進行匹配優化;同時對慣性測量元件進行優化和仿真對齊,提升機器人在現實環境中的性能和魯棒性

人形機器人領域主要包含手臂操作(manuipulation)和下肢魯棒行走(locomotion),本文章主要解決SimToRe

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