Ctrl-F：以力为接口的人形机器人移动操作

arXiv:2611.05507v1 公告类型：交叉收录 摘要：人形机器人运动跟踪已发展出能够复现多样化人类动作的通用策略，但由此产生的行为仍局限于自由空间：跟踪器知道身体应处于何处，却不知道应如何与环境交互。其他研究将物体纳入目标，但将交互抽象为接触或几何关系，使得高难度情形仍未得到充分探索。我们认为，力是连接运动模仿与物体交互的自然指令通道，不仅指定在何处接触，还指定施加多大的力。我们提出 Ctrl-F，这是一种分层运动—力框架，通过显式力指令增强运动跟踪，即为手或脚等每个指定接触部位提供一个三维力。该分层框架包括：（1）统一的运动—力控制器，在跟踪参考运动的同时，向外界施加指令指定的力。（2）高层力规划器，根据物体状态和本体感知观测在线发出力指令。在仿真和硬件上，Ctrl-F 均能完成需要持续施加较大交互力的移动操作，并随负载变化在线调整指令，而这两点都是不感知力的跟踪器无法做到的。在硬件上，Ctrl-F 展示了用手拖拽、推动和抬举，以及用脚踢动的能力；在不感知力的基线方法失败的推动和踢动任务中，成功操纵了重达 20 千克的箱子，同时能够在线适应任务中途增加的负载。