要約
最近のロボット工学の進歩により、ロボットは複雑な組み立て作業を実行できるようになりました。
ただし、設計のわずかな変更がタスクの実現可能性に大きく影響する可能性があるため、アセンブリの設計には並大抵の労力が必要です。
組み立てタスクを正常に実行するには、組み立て設計の物理的な実現可能性を確認することが重要です。
この課題に対処するために、この論文では、組立構造、特に立方体ブロックを使用して 3D 構造 (レゴ構造など) を構築するブロック積層組立の物理的安定性を研究します。
この論文では、3D ブロック積層構造の構造安定性を推測するために、力の平衡方程式を最適化する新しい最適化定式化を提案します。
提案された安定性分析は、手作りのレゴサンプルでテストおよび検証されます。
実験結果は、提案された安定性解析が構造が安定であるかどうかを正確に予測できることを示しています。
さらに、設計内で最も弱い部品を特定できるため、さらに重要なことに、特定のアセンブリ構造を解決できるため、既存の方法よりも優れています。
提案された解析公式をさらに検証するために、StableLego を提供します。これは、50,000 を超える 3D オブジェクトとそのレゴ レイアウトを含む包括的なデータセットです。
提案された安定性解析をテストし、StableLego の対応する各オブジェクトの安定性推論を含めます。
コードとデータセットは https://github.com/intelligent-control-lab/StableLego で入手できます。
要約(オリジナル)
Recent advancements in robotics enable robots to accomplish complex assembly tasks. However, designing an assembly requires a non-trivial effort since a slight variation in the design could significantly affect the task feasibility. It is critical to ensure the physical feasibility of the assembly design so that the assembly task can be successfully executed. To address the challenge, this paper studies the physical stability of assembly structures, in particular, block stacking assembly, where people use cubic blocks to build 3D structures (e.g., Lego constructions). The paper proposes a new optimization formulation, which optimizes over force balancing equations, for inferring the structural stability of 3D block-stacking structures. The proposed stability analysis is tested and verified on hand-crafted Lego examples. The experiment results demonstrate that the proposed stability analysis can correctly predict whether the structure is stable. In addition, it outperforms the existing methods since it can locate the weakest parts in the design, and more importantly, solve any given assembly structure. To further validate the proposed analysis formulation, we provide StableLego: a comprehensive dataset including more than 50k 3D objects with their Lego layouts. We test the proposed stability analysis and include the stability inference for each corresponding object in StableLego. Our code and the dataset are available at https://github.com/intelligent-control-lab/StableLego.
arxiv情報
| 著者 | Ruixuan Liu,Kangle Deng,Ziwei Wang,Changliu Liu |
| 発行日 | 2024-02-16 14:14:23+00:00 |
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