G.O.G: A Versatile Gripper-On-Gripper Design for Bimanual Cloth Manipulation with a Single Robotic Arm

要約

衣服は変形しやすく、形状やサイズが大きく異なるため、衣服の操作には研究上の課題が伴います。
ロボットの知覚と制御を含むアプローチを通じてこれらに対処しようとする研究者による数多くの試みにもかかわらず、ロボットハードウェアの共同開発を通じてこの問題を解決することへの関心は比較的限定的でした。
その結果、研究の大部分は、両手操作と高度な器用さを可能にするために、デュアルロボットアームと組み合わせて既製のグリッパーを採用しています。
ただし、この双腕システムは、ロボットの衝突やその他のロボットの調整の問題に対処するために、ロボット システムの全体的なコストとその制御の複雑さを増加させます。
別のアプローチとして、新しいエンドエフェクター設計により単一のロボットアームを使用して両手で布地を操作できるようにすることを提案します。ロボットアームの調整に完全に依存するのではなく、マニピュレーターとグリッパーの間で器用さのスキルを共有します。
この目的を達成するために、当社は、グリッパー・オン・グリッパー構造に基づいた、G.O.G. と呼ばれる新しいグリッパーを導入しました。このグリッパーは、最初のグリッパーが独立して、グリッパーでもあるフィンガー間のスパンを最大 500 mm に調整します。
これらのフィンガー グリッパーは、しっかりとした掴みとスライドさせて掴むという 2 つの掴みモードを可能にする可変摩擦モジュールで構成されています。
提案された設計のパフォーマンスを評価するために、家庭用品と布地のベンチマークが使用され、グリッパーの設計自体と布地の操作の両方の実験が含まれます。
実験結果は、導入されたアイデアが 1 つのロボット アームで両手で布を操作するさまざまなタスクを実行できる可能性を示しています。
補足資料は https://sites.google.com/view/gripperongripper で入手できます。

要約(オリジナル)

The manipulation of garments poses research challenges due to their deformable nature and the extensive variability in shapes and sizes. Despite numerous attempts by researchers to address these via approaches involving robot perception and control, there has been a relatively limited interest in resolving it through the co-development of robot hardware. Consequently, the majority of studies employ off-the-shelf grippers in conjunction with dual robot arms to enable bimanual manipulation and high dexterity. However, this dual-arm system increases the overall cost of the robotic system as well as its control complexity in order to tackle robot collisions and other robot coordination issues. As an alternative approach, we propose to enable bimanual cloth manipulation using a single robot arm via novel end effector design — sharing dexterity skills between manipulator and gripper rather than relying entirely on robot arm coordination. To this end, we introduce a new gripper, called G.O.G., based on a gripper-on-gripper structure where the first gripper independently regulates the span, up to 500mm, between its fingers which are in turn also grippers. These finger grippers consist of a variable friction module that enables two grasping modes: firm and sliding grasps. Household item and cloth object benchmarks are employed to evaluate the performance of the proposed design, encompassing both experiments on the gripper design itself and on cloth manipulation. Experimental results demonstrate the potential of the introduced ideas to undertake a range of bimanual cloth manipulation tasks with a single robot arm. Supplementary material is available at https://sites.google.com/view/gripperongripper.

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