Towards human-like bimanual movements in anthropomorphic robots: a nonlinear optimization approach

Previously we have presented a model for generating human-like arm and hand movements on an unimanual anthropomorphic robot involved in human-robot collaboration tasks. The present paper aims to extend our model in order to address the generation of human-like bimanual movement sequences which are challenged by scenarios cluttered with obstacles. Movement planning involves large scale nonlinear constrained optimization problems which are solved using the IPOPT solver. Simulation studies show that the model generates feasible and realistic hand trajectories for action sequences involving the two hands. The computational costs involved in the planning allow for real-time human robot-interaction. A qualitative analysis reveals that the movements of the robot exhibit basic characteristics of human movements.

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Nonlinear optimization for human-like synchronous movements of a dual arm-hand robotic system

In previous work we have presented a model capable of generating human-like movements for a dual arm-hand robot involved in human-robot cooperative tasks. However, the focus was on the generation of reach-to-grasp and reach-to-regrasp bimanual movements and no synchrony in timing was taken into account. In this paper we extend the previous model in order to accomplish bimanual manipulation tasks by synchronously moving both arms and hands of an anthropomorphic robotic system. Specifically, the new extended model has been designed for two different tasks with different degrees of difficulty. Numerical results were obtained by the implementation of the IPOPT solver embedded in our MATLAB simulator.