GeoManip: ロボット操作のための汎用インターフェースとしての幾何制約
GeoManip: Geometric Constraints as General Interfaces for Robot Manipulation
物体や部位の関係から得られる幾何制約を言語表現を介して解釈し、訓練なしで多様な操作タスクを実行するフレームワークを提案。
著者: Weiliang Tang, Jia-Hui Pan, Yun-Hui Liu, Masayoshi Tomizuka, Li Erran Li, Chi-Wing Fu, Mingyu Ding
分類: cs.RO
原文アブストラクト
We present GeoManip, a framework to enable generalist robots to leverage essential conditions derived from object and part relationships, as geometric constraints, for robot manipulation. For example, cutting the carrot requires adhering to a geometric constraint: the blade of the knife should be perpendicular to the carrot's direction. By interpreting these constraints through symbolic language representations and translating them into low-level actions, GeoManip bridges the gap between natural language and robotic execution, enabling greater generalizability across diverse even unseen tasks, objects, and scenarios. Unlike vision-language-action models that require extensive training, operates training-free by utilizing large foundational models: a constraint generation module that predicts stage-specific geometric constraints and a geometry parser that identifies object parts involved in these constraints. A solver then optimizes trajectories to satisfy inferred constraints from task descriptions and the scene. Furthermore, GeoManip learns in-context and provides five appealing human-robot interaction features: on-the-fly policy adaptation, learning from human demonstrations, learning from failure cases, long-horizon action planning, and efficient data collection for imitation learning. Extensive evaluations on both simulations and real-world scenarios demonstrate GeoManip's state-of-the-art performance, with superior out-of-distribution generalization while avoiding costly model training.
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