A human-like learning control for digital human models in a physics-based virtual environment
Présentation d'un système de contrôle biomimétique d'humains virtuels par apprentissage
Résumé
This paper presents a new learning control framework for digital human models in a physics-based virtual environment. The novelty of our controller is that it combines multi-objective control based on human properties (combined feedforward and feedback controller) with a learning technique based on human learning properties (human-being's ability to learn novel task dynamics through the minimization of instability , error and effort). This controller performs multiple tasks simultaneously (balance, non-sliding contacts, manipulation) in real time and adapts feedforward force as well as impedance to counter environmental disturbances. It is very useful to deal with unstable manipulations , such as tool-use tasks, and to compensate for perturbations. An interesting property of our controller is that it is implemented in cartesian space with joint stiffness , damping and torque learning in a multi-objective control framework. The relevance of the proposed control method to model human motor adaptation has been demonstrated by various simulations.
Cet article présente un système innovant de contrôle multi-objectifs d'humains virtuels respectant les lois du monde physique. Ce système associe certaines propriétés du comportement humain (combinaison de contrôle par anticipation et par rétroaction) et des capacités d'apprentissage (à la manière des êtres humains qui peuvent apprendre la dynamique de tâches nouvelles par minimisation de l'instabilité, des erreurs et des efforts). Il assure le contrôle de plusieurs tâches simultanées (gestion de l'équilibre, des contacts, de tâches de manipulation) en temps réel, ainsi que l'adaptation de l'impédance et de la force appliquée en anticipation, selon les perturbations extérieures. Ce type de contrôle est très utile pour la simulation réaliste par mannequins numériques de tâches de manipulation et d'utilisation d'outils. L'aspect novateur de ce contrôleur est qu'il s'applique à l'espace des raideur, amortissement et couples articulaires à partir de paramètres de l'espace cartésien. Cet article met en évidence l'intérêt de cette approche pour la modélisation de l'adaptation motrice humaine à travers différentes simulations.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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