基于模仿学习的人机协作的研究

陈龙新，曾 翔，吴鸿敏，廖亚军，银江涛

(1.广东工业大学 机电工程学院，广东 广州 510006； 2.广东岭南职业技术学院 数控教研室,广东 广州 510663)

0 引言

机器人应用领域的不断扩张和对机器人智能化要求的不断提高，促使人机协作成为机器人领域的热门话题与研究方向。人机协作可以让机器人更好地与人配合，提高生产效率，更好地适应当前大规模“个性定制”的生产需求。从20世纪90年代开始人们对协作机器人的本体设计进行了十分深入的研究，然而针对协作型机器人开发的协作系统的研究却鲜有成熟的商业产品，这不利于协作型机器人的应用与推广。近年来，有越来越多的学者投入到人机协作的研究中来[1]，人机协作水平将成为衡量机器人优劣的重要指标。

模仿学习是指模仿者通过“观察”示教的运动行为，学习运动控制策略，进而获取运动技能[2]。基于模仿学习的人机协作，通过简单地示范机器人如何协作人完成任务，同时记录人和机器人的状态数据用于对交互概率模型进行训练，从而描述任务过程中状态的时空差异性。本文提出了一种基于模仿学习的方法来实现人机协作任务,并以协作型机器人Baxter作为实验平台，结合交互概率模型搭建人机协作系统，通过实验验证模型的可行性。

1 人机协作机器人系统

本文搭建人机协作机器人系统开展研究，其主要硬件如图1所示。以协作型机器人Baxter作为实验平台开展研究，该机器人在零力拖动模式下可拖动机器人末端到任意的可达空间进行任务的示范。……