Diagrammatic Teaching is a paradigm for robots to acquire novel skills, whereby the user provides 2D sketches over images of the scene to shape the robot's motion. In this work, we tackle the problem of teaching a robot to approach a surface and then follow cyclic motion on it, where the cycle of the motion can be arbitrarily specified by a single user-provided sketch over an image from the robot's camera. Accordingly, we introduce the \emph{Stable Diffeomorphic Diagrammatic Teaching} (SDDT) framework. SDDT models the robot's motion as an \emph{Orbitally Asymptotically Stable} (O.A.S.) dynamical system that learns to follow the user-specified sketch. This is achieved by applying a \emph{diffeomorphism}, i.e. a differentiable and invertible function, to morph a known O.A.S. system. The parameterised diffeomorphism is then optimised with respect to the Hausdorff distance between the limit cycle of our modelled system and the sketch, to produce the desired robot motion. We provide theoretical insight into the behaviour of the optimised system and also empirically evaluate SDDT, both in simulation and on a quadruped with a mounted 6-DOF manipulator. Results show that we can diagrammatically teach complex cyclic motion patterns with a high degree of accuracy.


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机器人(英语:Robot)包括一切模拟人类行为或思想与模拟其他生物的机械(如机器狗,机器猫等)。狭义上对机器人的定义还有很多分类法及争议,有些电脑程序甚至也被称为机器人。在当代工业中,机器人指能自动运行任务的人造机器设备,用以取代或协助人类工作,一般会是机电设备,由计算机程序或是电子电路控制。

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