The mechanism behind the generation of human movements is of great interest in many fields (e.g. robotics and neuroscience) to improve therapies and technologies. Optimal Feedback Control (OFC) and Passive Motion Paradigm (PMP) are currently two leading theories capable of effectively producing human-like motions, but they require solving nonlinear inverse problems to find a solution. The main benefit of using PMP is the possibility of generating path-independent movements consistent with the stereotypical behaviour observed in humans, while the equivalent OFC formulation is path-dependent. Our results demonstrate how the path-independent behaviour observed for the wrist pointing task can be explained by spherical projections of the planar tasks. The combination of the projections with the fractal impedance controller eliminates the nonlinear inverse problem, which reduces the computational cost compared to previous methodologies. The motion exploits a recently proposed PMP architecture that replaces the nonlinear inverse optimisation with a nonlinear anisotropic stiffness impedance profile generated by the Fractal Impedance Controller, reducing the computational cost and not requiring a task-dependent optimisation.


翻译:产生人类运动背后的机制对许多领域(例如机器人和神经科学)都非常感兴趣,以改善治疗和技术。最佳反馈控制(OFC)和被动运动模型(PMP)目前是能够有效产生人性运动的两个主要理论,但它们需要解决非线性反问题才能找到解决办法。使用PMP的主要好处是有可能产生与人类所观察到的陈规定型行为一致的路径独立运动,而等同的OFC配方则取决于路径。我们的结果表明手腕指点任务所观察到的路径依赖行为是如何通过对计划任务进行球形预测来解释的。预测与分形阻力控制器相结合,消除了非线性反问题,这比以往的方法降低了计算成本。该动议利用了最近提出的PMP结构,用非线性偏向性优化取代了非线性偏向,而非线性偏向性坚硬度则由Fractaldiction Controducl产生,降低了计算成本,而不需要依赖任务偏向性选择。

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