幾何学的不確かさ下での安定物体配置のための微分可能接触ダイナミクス
Differentiable Contact Dynamics for Stable Object Placement Under Geometric Uncertainties
接触ダイナミクスの微分可能シミュレーションを用いて、力覚センサの読みから物体の姿勢や形状の不確かさを推定し、ロボットアームによる安定した物体配置を実現する手法を提案。
著者: Linfeng Li, Gang Yang, Lin Shao, David Hsu
分類: cs.RO
原文アブストラクト
From serving a cup of coffee to positioning mechanical parts during assembly, stable object placement is a crucial skill for future robots. It becomes particularly challenging under geometric uncertainties, e.g., when the object pose or shape is not known accurately. This work leverages a differentiable simulation model of contact dynamics to tackle this challenge. We derive a novel gradient that relates force-torque sensor readings to geometric uncertainties, thus enabling uncertainty estimation by minimizing discrepancies between sensor data and model predictions via gradient descent. Gradient-based methods are sensitive to initialization. To mitigate this effect, we maintain a belief over multiple estimates and choose the robot action based on the current belief at each timestep. In experiments on a Franka robot arm, our method achieved promising results on multiple objects under various geometric uncertainties, including the in-hand pose uncertainty of a grasped object, the object shape uncertainty, and the environment uncertainty.
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