ロボットマニピュレーションと物体計測データベースによる物理特性の対話的学習
Interactive Learning of Physical Object Properties Through Robot Manipulation and Database of Object Measurements
ロボットが探索的行動を通じて物体の材質・質量・体積・剛性などの物理特性を推定し、ベイズネットワークで不確実性を考慮しながら最適な行動を選択する枠組みを提案。63物体・24,000件以上の計測データベースも公開。
著者: Andrej Kruzliak, Jiri Hartvich, Shubhan P. Patni, Lukas Rustler, Jan Kristof Behrens, Fares J. Abu-Dakka, Krystian Mikolajczyk, Ville Kyrki, Matej Hoffmann
分類: cs.RO, cs.AI, cs.IT, math.IT
原文アブストラクト
This work presents a framework for automatically extracting physical object properties, such as material composition, mass, volume, and stiffness, through robot manipulation and a database of object measurements. The framework involves exploratory action selection to maximize learning about objects on a table. A Bayesian network models conditional dependencies between object properties, incorporating prior probability distributions and uncertainty associated with measurement actions. The algorithm selects optimal exploratory actions based on expected information gain and updates object properties through Bayesian inference. Experimental evaluation demonstrates effective action selection compared to a baseline and correct termination of the experiments if there is nothing more to be learned. The algorithm proved to behave intelligently when presented with trick objects with material properties in conflict with their appearance. The robot pipeline integrates with a logging module and an online database of objects, containing over 24,000 measurements of 63 objects with different grippers. All code and data are publicly available, facilitating automatic digitization of objects and their physical properties through exploratory manipulations.
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