Real-Time Motion Planning for In-Hand Manipulation with a Multi-Fingered Hand

要約

一度手にした物体を器用に操作するのは依然として困難です。
しかし、そのようなスキルは、ロボット工学がグリッパーベースの操作を超えて、擬人化されたロボットハンドが提供するあらゆる器用さを活用するために必要です。
手の中でオブジェクトを操作するときの大きな課題の 1 つは、他の指やオブジェクトとの衝突を避けながら指がオブジェクトの周りを移動しなければならないことです。
元の計画からのわずかな逸脱が簡単に衝突につながる可能性があるため、このような衝突のないパスはリアルタイムで計算する必要があります。
我々は、高次元空間で衝突のない経路を計算するためのリアルタイムのアプローチを紹介します。
探索をガイドするために、リアルタイムで取得可能な空き領域の明示的な表現を学習します。
さらに、この表現を動的システムおよびサンプリングベースの動作計画を介した閉ループ制御と組み合わせ、この組み合わせにより代替手段と比較してパフォーマンスが向上し、実行可能な経路の効率的な検索と多指ロボットハンドでのリアルタイムの障害物回避が提供されることを示します。

要約(オリジナル)

Dexterous manipulation of objects once held in hand remains a challenge. Such skills are, however, necessary for robotics to move beyond gripper-based manipulation and use all the dexterity offered by anthropomorphic robotic hands. One major challenge when manipulating an object within the hand is that fingers must move around the object while avoiding collision with other fingers or the object. Such collision-free paths must be computed in real-time, as the smallest deviation from the original plan can easily lead to collisions. We present a real-time approach to computing collision-free paths in a high-dimensional space. To guide the exploration, we learn an explicit representation of the free space, retrievable in real-time. We further combine this representation with closed-loop control via dynamical systems and sampling-based motion planning and show that the combination increases performance compared to alternatives, offering efficient search of feasible paths and real-time obstacle avoidance in a multi-fingered robotic hand.

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