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StanfordASL/frax

Biblioteca de Python puro para cinemática y dinámica de robots basada en JAX, con compilación JIT y autodiferenciación para diseñar controladores rápidamente.

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¿Qué es?

frax es una biblioteca de cinemática y dinámica de robots escrita en Python sobre JAX. Calcula términos como la matriz de masa, las transformaciones de articulaciones, eslabones y marcos de referencia, los Jacobianos, el vector de gravedad y las fuerzas de Coriolis, que son los componentes básicos de los controladores de cinemática inversa y dinámica inversa.

Como los cálculos son funciones de JAX, pueden compilarse con JIT, ejecutarse por lotes en GPU o TPU y diferenciarse automáticamente. Así, las restricciones o los términos de costo pueden escribirse como funciones ordinarias del estado del robot, sin tener que derivar los Jacobianos a mano. El proyecto incluye un conjunto integrado de modelos de robots, entre ellos Franka Panda, Kuka iiwa, Unitree G1 y Unitree A2, y carga robots personalizados desde archivos URDF.

La biblioteca también ofrece el módulo frax.ik para cinemática inversa y retargeting, además de ejemplos de IK diferencial, control en espacio operacional y restricciones de seguridad basadas en funciones de barrera de control.

Funciones clave

  • 01Calcula la matriz de masa, los Jacobianos y los términos de gravedad y Coriolis para modelos de robots URDF.
  • 02Compilación JIT y autodiferenciación de cálculos de cinemática y dinámica mediante JAX.
  • 03Cálculos por lotes en GPU y TPU, con precisión doble opcional.
  • 04Modelos integrados de Franka Panda, Kuka iiwa, Unitree G1 y A2.
  • 05Módulo frax.ik para cinemática inversa y retargeting de humanoides.

Casos de uso

  • Crear prototipos en Python de controladores de cinemática inversa diferencial o de espacio operacional.
  • Escribir funciones de barrera de control u otras restricciones que dependan de la cinemática del robot.
  • Ejecutar cálculos de dinámica por lotes para control basado en muestreo o aprendizaje en aceleradores.
  • Transferir datos de movimiento humano a modelos de robots humanoides.

Inicio rápido

  1. 1

    Instala frax desde PyPI con los extras de IK

    pip install "frax[ik]"
  2. 2

    Calcula la matriz de masas de un modelo de robot integrado en Python

Antes de usarlo

  • Requiere JAX; los consejos de rendimiento recomiendan una versión antigua específica de JAX para acelerar la dinámica en CPU.
  • Los métodos de colisión requieren un modelo de colisión del robot aproximado mediante esferas.

En colecciones

Temas

#robotics#kinematics#dynamics#jax#autodiff#inverse-kinematics#control

Preguntas frecuentes

¿Qué es frax?
Biblioteca de Python puro para cinemática y dinámica de robots basada en JAX, con compilación JIT y autodiferenciación para diseñar controladores rápidamente. frax es una biblioteca de cinemática y dinámica de robots escrita en Python sobre JAX. Calcula términos como la matriz de masa, las transformaciones de articulaciones, eslabones y marcos de referencia, los Jacobianos, el vector de gravedad y las fuerzas de Coriolis, que son los componentes básicos de los controladores de cinemática inversa y dinámica inversa.
¿frax es gratuito? ¿Qué licencia tiene?
frax es open source bajo la licencia MIT. Revisa los términos de la licencia antes de usarlo en productos comerciales.
¿frax sigue mantenido?
Mantenimiento activo. El último commit de frax fue el 4 nov 2026.
¿Para qué puedo usar frax?
Crear prototipos en Python de controladores de cinemática inversa diferencial o de espacio operacional. Escribir funciones de barrera de control u otras restricciones que dependan de la cinemática del robot. Ejecutar cálculos de dinámica por lotes para control basado en muestreo o aprendizaje en aceleradores. Transferir datos de movimiento humano a modelos de robots humanoides.
¿Cómo se instala frax?
Instala frax desde PyPI con los extras de IK: pip install "frax[ik]" Calcula la matriz de masas de un modelo de robot integrado en Python
¿Dónde consigo frax?
El código fuente y las instrucciones de instalación están en GitHub: https://github.com/StanfordASL/frax

Resumen generado por IA a partir del README del proyecto. Las estadísticas de GitHub se actualizan a diario.

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