関心構造に基づくニューラルダイナミクスモデルを用いた両腕による変形可能な袋の操作
Bimanual Deformable Bag Manipulation Using a Structure-of-Interest Based Neural Dynamics Model
布製の袋の「関心構造」を点群からグラフ表現し、GNNベースの潜在ダイナミクスモデルとMPCを組み合わせて両腕ロボットで安定に操作する手法を提案した。
著者: Peng Zhou, Pai Zheng, Jiaming Qi, Chenxi Li, Samantha Lee, Chenguang Yang, David Navarro-Alarcon, Jia Pan
分類: cs.RO
原文アブストラクト
The manipulation of deformable objects by robotic systems presents a significant challenge due to their complex and infinite-dimensional configuration spaces. This paper introduces a novel approach to Deformable Object Manipulation (DOM) by emphasizing the identification and manipulation of Structures of Interest (SOIs) in deformable fabric bags. We propose a bimanual manipulation framework that leverages a Graph Neural Network (GNN)-based latent dynamics model to succinctly represent and predict the behavior of these SOIs. Our approach involves constructing a graph representation from partial point cloud data of the object and learning the latent dynamics model that effectively captures the essential deformations of the fabric bag within a reduced computational space. By integrating this latent dynamics model with Model Predictive Control (MPC), we empower robotic manipulators to perform precise and stable manipulation tasks focused on the SOIs. We have validated our framework through various empirical experiments demonstrating its efficacy in bimanual manipulation of fabric bags. Our contributions not only address the complexities inherent in DOM but also provide new perspectives and methodologies for enhancing robotic interactions with deformable objects by concentrating on their critical structural elements. Experimental videos can be obtained from https://sites.google.com/view/bagbot.
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