把持物体のキーポイント予測モデルをマルチモーダル学習で獲得する視覚物体操作
Multi-Modal Learning of Keypoint Predictive Models for Visual Object Manipulation
固有感覚と視覚を融合した自己教師ありキーポイント検出器を学習し、把持物体を含む拡張運動学チェーンを数秒の視覚データから獲得して物体操作に応用した研究。
著者: Sarah Bechtle, Neha Das, Franziska Meier
分類: cs.RO, cs.AI
原文アブストラクト
Humans have impressive generalization capabilities when it comes to manipulating objects and tools in completely novel environments. These capabilities are, at least partially, a result of humans having internal models of their bodies and any grasped object. How to learn such body schemas for robots remains an open problem. In this work, we develop an self-supervised approach that can extend a robot's kinematic model when grasping an object from visual latent representations. Our framework comprises two components: (1) we present a multi-modal keypoint detector: an autoencoder architecture trained by fusing proprioception and vision to predict visual key points on an object; (2) we show how we can use our learned keypoint detector to learn an extension of the kinematic chain by regressing virtual joints from the predicted visual keypoints. Our evaluation shows that our approach learns to consistently predict visual keypoints on objects in the manipulator's hand, and thus can easily facilitate learning an extended kinematic chain to include the object grasped in various configurations, from a few seconds of visual data. Finally we show that this extended kinematic chain lends itself for object manipulation tasks such as placing a grasped object and present experiments in simulation and on hardware.
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