In-Hand Singulation and Scooping Manipulation with a 5 DOF Tactile Gripper

要約

操作作業には高度な器用さが要求されることが多く、一般的には複数の自由度（DoF）を持つグリッパーが必要となります。複数の指を備えたロボットハンドは、正確で複雑な操作タスクを実行することができますが、その広範な自由度から生じる固有の冗長性が、しばしば不必要な複雑さを加えます。本論文では、2本の指と5自由度を持つ触覚センサー付きグリッパーの設計について紹介する。本論文では、GelSight触覚センサーを統合した新しい設計を紹介し、センシング機能を強化するとともに、特定の操作タスクにおいてより細かい制御を可能にする。グリッパーの性能を評価するために、2つの困難なタスクを含む実験を行った：1）粒状媒体に埋め込まれた様々な物体の検索、単一化、分類、2）狭い環境でのクレジットカードの正確な挿入を達成するためのすくい上げ操作。その結果、提案手法の効率性が実証され、特に球状物体に対する単一化と分類の成功率は94.3%と高く、クレジットカードのすくい上げと挿入の成功率は100%であった。

要約(オリジナル)

Manipulation tasks often require a high degree of dexterity, typically necessitating grippers with multiple degrees of freedom (DoF). While a robotic hand equipped with multiple fingers can execute precise and intricate manipulation tasks, the inherent redundancy stemming from its extensive DoF often adds unnecessary complexity. In this paper, we introduce the design of a tactile sensor-equipped gripper with two fingers and five DoF. We present a novel design integrating a GelSight tactile sensor, enhancing sensing capabilities and enabling finer control during specific manipulation tasks. To evaluate the gripper’s performance, we conduct experiments involving two challenging tasks: 1) retrieving, singularizing, and classification of various objects embedded in granular media, and 2) executing scooping manipulations of credit cards in confined environments to achieve precise insertion. Our results demonstrate the efficiency of the proposed approach, with a high success rate for singulation and classification tasks, particularly for spherical objects at high as 94.3%, and a 100% success rate for scooping and inserting credit cards.

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