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リターゲティングarXiv:2610.39582

接触レンチ空間整合による運動学・触覚整合型の巧みな動作リターゲティング

Kinematic-Tactile Aligned Dexterous Retargeting with Contact Wrench Space Alignment

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人間の手の動きと触覚力を物体中心の接触レンチ空間で整合させ、ロボットハンドの指先力と関節軌道を最適化して再現可能なリターゲティング手法を提案した。実機で96.7%の再現成功率を達成。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 人間のデモンストレーションから巧みな操作ポリシーを学習するためのデータ転送手法 - 既存の retargeting は人間の kinematics のみを転送し、触覚情報は保持されにくい - 本研究は kinematic-tactile aligned dexterous retargeting の階層的三段階フレームワークを提案 - 人間とロボットの手の間の触覚整合に object-centric contact wrench space を物理表現として用いる - 直接再生可能なロボットハンド軌道を生成する

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 既存の retargeting 手法は主に人間の kinematics を転送するにとどまる - 物理的相互作用の基盤となる tactile 情報は embodiment 間でほとんど保存されていなかった - 本研究は kinematics と tactile の両方を整合させる点が新しい - object-centric contact wrench space を触覚整合の物理表現として導入 - 実機で代表的な retargeting baselines より高い wrench transfer fidelity を達成

3. 技術・手法の肝は?

- 階層的な三段階フレームワーク - 第一段階で手の kinematics と contact geometry を整合 - 第二段階で tactile forces と contact geometry から人間の wrench support profile を構築 - 第三段階でロボット fingertip force targets を最適化し、人間の wrench support をカバー - それを joint position corrections に変換し、直接再生可能なロボットハンド軌道を得る - 鍵となる物理表現は object-centric contact wrench space

4. どうやって有効だと検証した?

- simulation と real robot experiments の両方で評価 - 3つの pouring conditions で検証 - 実機実験で 96.7% の replay success rate を達成 - 代表的な retargeting baselines と比較して高い wrench transfer fidelity を示す - 詳細な条件設定や被験者数などは要旨からは不明

5. 議論はある?

- 人間のデモから kinematics と tactile 情報を物理的に根拠づけてロボットハンドへ転送可能 - contact-rich dexterous manipulation のスケーラブルな学習への道筋を示す - 限界や失敗事例、汎化性に関する議論は要旨からは不明 - 実機での対象タスクは pouring に限定されており、他タスクへの適用性は要旨からは不明

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で比較対象として言及される代表的な retargeting baselines の原論文 - object-centric contact wrench space に関連する接触・力覚表現の研究 - tactile sensing を用いた dexterous manipulation の学習研究 - human demonstration からの retargeting に関する既存研究 - 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: Xinyuan He, Ziheng Xu, Yueyuan Chen, Yufan Ye, Yuanshuo Tan, Huiming Pan, Jianjun Meng, Shuo Jiang, Peter B. Shull

分類: cs.RO

原文アブストラクト

Human demonstrations provide a natural and scalable source of data for learning dexterous manipulation policies. However, existing retargeting methods primarily transfer human kinematics, while the tactile information underlying physical interaction is rarely preserved across embodiments. To address this limitation, we present a hierarchical three-stage framework for kinematic-tactile aligned dexterous retargeting. We use object-centric contact wrench space as a physical representation for tactile alignment between human and robot hands. The framework first aligns hand kinematics and contact geometry, and then constructs a human wrench support profile from tactile forces and contact geometry. Robot fingertip force targets are subsequently optimized to cover the human wrench support and converted into joint position corrections, yielding directly replayable robot hand trajectories. We evaluate the framework in simulation and real robot experiments across three pouring conditions. In the real robot experiments, our method achieves a 96.7\% replay success rate and higher wrench transfer fidelity than representative retargeting baselines. The framework enables physically grounded transfer of kinematic and tactile information from human demonstrations to robot hands, providing a path toward scalable learning of contact-rich dexterous manipulation.

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