述語分類器による接触を伴うマニピュレーションの記号的状態推定
Symbolic State Estimation with Predicates for Contact-Rich Manipulation Tasks
ペグ挿入などの接触作業で、複数センサの観測をベイズ統合し述語分類器で記号的状態を推定する手法を提案。少ない学習データで高精度に状態を分類でき、未知タスクへの汎化と実機でのマニピュレーション方策の頑健性向上を示した。
著者: Toki Migimatsu, Wenzhao Lian, Jeannette Bohg, Stefan Schaal
分類: cs.RO
原文アブストラクト
Manipulation tasks often require a robot to adjust its sensorimotor skills based on the state it finds itself in. Taking peg-in-hole as an example: once the peg is aligned with the hole, the robot should push the peg downwards. While high level execution frameworks such as state machines and behavior trees are commonly used to formalize such decision-making problems, these frameworks require a mechanism to detect the high-level symbolic state. Handcrafting heuristics to identify symbolic states can be brittle, and using data-driven methods can produce noisy predictions, particularly when working with limited datasets, as is common in real-world robotic scenarios. This paper proposes a Bayesian state estimation method to predict symbolic states with predicate classifiers. This method requires little training data and allows fusing noisy observations from multiple sensor modalities. We evaluate our framework on a set of real-world peg-in-hole and connector-socket insertion tasks, demonstrating its ability to classify symbolic states and to generalize to unseen tasks, outperforming baseline methods. We also demonstrate the ability of our method to improve the robustness of manipulation policies on a real robot.
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