Control retroalimentario robusto de marcha bípeda omnidireccional en el robot humanoide Nao= Robust feedback control of omnidiretional biped gait on the Nao humanoid robot

Abstract

Objetivos: Para lograr que los robots humanoides puedan colaborar con los seres humanos y liberarlos de actividades peligrosas o desagradables, hemos de conseguir primero que marchen de forma fiable. En las últimas décadas, el equilibrio de robots humanoides ha atraido una atención creciente de la comunidad científica. Sin embargo, a pesar de que se han logrado importantes resultados en el plano teórico y en simulaciones, el equilibrio de robots humanoides reales continúa siendo objeto de debate. Puesto que estos robots están diseñados para funcionar en ambientes cotidianos, es fundamental que los métodos de control sean validados en plataformas físicas y expuestos a condiciones exigentes. Metodología: En este trabajo proponemos un sistema de control del equilibrio que mejora la robustez de la marcha y la resistencia frente a perturbaciones. Este método combina el criterio de estabilidad del punto de momento cero con el control del momento angular y de la temporización del paso. Resultados: Los experimentos demuestran que el uso combinado de controladores de momento angular y de temporización de los pasos mejoran notablemente la estabilidad de la marcha y permiten al robot ejecutar movimientos estables y recuperarse de los impactos. PALABRAS CLAVE: Control, equilibrio, marcha omnidireccional, robot bípedo, nao. Objectives: In order to allow humanoid robots to collaborate with humans and free them from dangerous or unpleasant activities, they must be able to perform reliable gaits. In last decades, the balance of humanoid robots has attracted an increasing attention of the scientific community. However, even though important results have been achieved in the theoretical level and in simulations, the balance control of physical robots still remains an open issue. Since humanoid robots are intended to operate in everyday environments, it is fundamental to validate balance control approaches in physical platforms and to face them to stressing conditions. Methodology: In this work we propose a balance control system that improves walking robustness and disturbance rejection. The approach combines the zero moment point stability criterion with the control of angular momentum and step timing. Results: The experiments demonstrate that the combined use of angular momentum and timing controllers enhances notably the stability of the gait and allows the robot to perform stable motions and to recover from impacts. KEYWORDS: balance, control, omnidirectional gait, biped robot, nao.