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マニピュレーションarXiv:2505.05517

Web2Grasp: ウェブ画像の手と物体のインタラクションから機能的な把持を学習

Web2Grasp: Learning Functional Grasps from Web Images of Hand-Object Interactions

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ウェブ画像から人間の手と物体の3Dインタラクションを復元し、ノイズ除去と物理シミュレーションを経て、多指ロボットハンドの機能的な把持を学習する手法を提案。

詳しい要約

1. どんなもの?

Web画像から抽出した人間の機能的把持(functional grasp)情報を用い、多指ロボットハンドのための把持学習を行う研究。RGB画像からpretrained 3D reconstruction modelで3D human HOI meshを復元し、ノイズを含むHOIデータから機能的把持を学習する。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 先行研究はpower grasp(物体を保持するだけ)に偏る、または特定物体のin-domain demonstrationに依存 - 本研究はweb画像の自然で機能的なHOIを活用し、未知物体への汎化を目指す点が新しい - ノイズの多い復元データに対処するためinteraction-centric modelと物理シミュレーションを組み合わせる

3. 技術・手法の肝は?

- pretrained 3D reconstruction modelでRGB画像から3D human HOI meshを復元 - interaction-centric modelでhandとobject間のfunctional interaction patternを学習 - geometry-based filteringで実行不可能な把持を除去 - physical simulationで外乱に耐えられる把持のみを保持

4. どうやって有効だと検証した?

- IssacGym simulationでweb dataset由来物体に対し75.8%のsuccess rate、未知物体へ汎化 - baseline手法をgrasp successとfunctional qualityの両面で上回る - 実機ではLEAP handとInspire handを用い、syringe・spray bottle・knife・tongsを含む12物体で77.5%のsuccess rate

5. 議論はある?

要旨からは不明。ノイズを含むHOIデータの限界や、実機での失敗要因、functional qualityの評価詳細についての議論は明示されていない。

6. 次に読むべき論文は?

要旨で参照・比較されているbaseline手法や、pretrained 3D reconstruction model、interaction-centric model、IssacGym関連の研究。具体的な論文名は要旨からは不明。

※ AIが要旨から生成した要約です。正確性は原文をご確認ください。

著者: Hongyi Chen, Yunchao Yao, Yufei Ye, Zhixuan Xu, Homanga Bharadhwaj, Jiashun Wang, Arthur Jakobsson, Ruihan Zhao, Shubham Tulsiani, Zackory Erickson, Jeffrey Ichnowski

分類: cs.CV, cs.LG, cs.RO

原文アブストラクト

Functional grasping is essential for enabling dexterous multi-finger robot hands to manipulate objects effectively. Prior work largely focuses on power grasps, which only involve holding an object, or relies on in-domain demonstrations for specific objects. We propose leveraging human grasp information extracted from web images, which capture natural and functional hand-object interactions (HOI). Using a pretrained 3D reconstruction model, we recover 3D human HOI meshes from RGB images. To train on these noisy HOI data, we propose to use: (1) an interaction-centric model to learn the functional interaction pattern between hand and object, and (2) geometry-based filtering to remove the infeasible grasps and physical simulation to retain grasps who can resist disturbance. In IssacGym simulation, our model trained on reconstructed HOI grasps achieves a 75.8% success rate on objects from the web dataset and generalizes to unseen objects, outperforming baseline methods in both grasp success and functional quality. In real-world experiments with the LEAP hand and Inspire hand, it attains a 77.5% success rate across 12 objects, including challenging ones such as a syringe, spray bottle, knife, and tongs. Project website is at: https://web2grasp.github.io/.

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