Prepare the Chair for the Bear! Robot Imagination of Sitting Affordance to Reorient Previously Unseen Chairs

要約

この手紙では、これまで見たことのないオブジェクトの分類と操作のパラダイムが確立され、実際の椅子の例を通じて実証されています。
我々は、物体の安定性、知覚性、アフォーダンスの理解に基づいた新しいロボット操作方法を提案します。これにより、テディベアが座るために、これまで見たことのないランダムな方向の椅子をロボットが準備できるようになります。
具体的には、ロボットは未知の物体に遭遇し、まず能動的かつ自律的な操作によって知覚データから完全な 3D モデルを再構築します。
このモデルを物理シミュレーター (つまり、ロボットの「想像力」) に挿入することによって、ロボットはそのオブジェクトが椅子であるかどうかを評価し、使用するために適切に向きを変える方法、つまり、直立したアクセス可能な姿勢に向きを変える方法を決定します。
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オブジェクトが椅子として分類された場合、ロボットはオブジェクトの向きをこのポーズに変更し、テディベアを椅子に座らせます。
テディベアは、高齢者、入院患者、子供の代理です。
実験結果は、私たちの方法が椅子の準備という実際のロボットタスクで高い成功率を達成することを示しています。
また、椅子の直立姿勢予測のタスクにおいて、いくつかのベースライン手法よりも優れた性能を発揮します。

要約(オリジナル)

In this letter, a paradigm for the classification and manipulation of previously unseen objects is established and demonstrated through a real example of chairs. We present a novel robot manipulation method, guided by the understanding of object stability, perceptibility, and affordance, which allows the robot to prepare previously unseen and randomly oriented chairs for a teddy bear to sit on. Specifically, the robot encounters an unknown object and first reconstructs a complete 3D model from perceptual data via active and autonomous manipulation. By inserting this model into a physical simulator (i.e., the robot’s ‘imagination’), the robot assesses whether the object is a chair and determines how to reorient it properly to be used, i.e., how to reorient it to an upright and accessible pose. If the object is classified as a chair, the robot reorients the object to this pose and seats the teddy bear onto the chair. The teddy bear is a proxy for an elderly person, hospital patient, or child. Experiment results show that our method achieves a high success rate on the real robot task of chair preparation. Also, it outperforms several baseline methods on the task of upright pose prediction for chairs.

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