力制御学習によるロボット包装紙ラッピング
Robotic Paper Wrapping by Learning Force Control
模倣学習と強化学習を組み合わせ、人間の軌道を参考に力制御パラメータを最適化することで、紙の破れやしわを抑えつつロボットが包装紙で物体を包む手法を提案した。
著者: Hiroki Hanai, Takuya Kiyokawa, Weiwei Wan, Kensuke Harada
分類: cs.RO, cs.LG
原文アブストラクト
Robotic packaging using wrapping paper poses significant challenges due to the material's complex deformation properties. The packaging process itself involves multiple steps, primarily categorized as folding the paper or creating creases. Small deviations in the robot's arm trajectory or force vector can lead to tearing or wrinkling of the paper, exacerbated by the variability in material properties. This study introduces a novel framework that combines imitation learning and reinforcement learning to enable a robot to perform each step of the packaging process efficiently. The framework allows the robot to follow approximate trajectories of the tool-center point (TCP) based on human demonstrations while optimizing force control parameters to prevent tearing or wrinkling, even with variable wrapping paper materials. The proposed method was validated through ablation studies, which demonstrated successful task completion with a significant reduction in tear and wrinkle rates. Furthermore, the force control strategy proved to be adaptable across different wrapping paper materials and robust against variations in the size of the target object.
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