Grasping in Uncertain Environments: A Case Study For Industrial Robotic Recycling

要約

不確実な環境における不確実な物体の自律的なロボット把持は、未来の産業にとってインパクトのあるオープンな課題である。そのような産業の1つが廃電気電子機器（WEEE）材料のリサイクルであり、そこでは電気機器が分解され、原材料の回収のために準備される。機器には有害物質が含まれている可能性があり、分解には重労働が伴うため、ロボットによる分解が有望視されている。しかし、デバイスは損傷していたり、汚れていたり、正体不明であったりするため、ロボットによる分解は、オブジェクトモデルが利用できなかったり、信頼できなかったりするため、困難である。このケーススタディでは、不確かな視覚データによるWEEEデバイスの産業用ロボット解体における把持戦略を探求する。我々は、3つのグリッパーと、把持のロバスト性を向上させる力ベースの操作のための適切な触覚戦略を提案する。提案するグリッパーごとに、異なる把持タスクで効果的に動作し、グリッパーの設計と独自の強みを活用できる対応戦略を開発する。4つの異なるWEEEデバイスに対して実験室や工場で行われた実験を通して、触覚センシングとコンプライアント技術によって物体の不確実性を克服し、把持成功率を大幅に向上させることができることを実証する。

要約(オリジナル)

Autonomous robotic grasping of uncertain objects in uncertain environments is an impactful open challenge for the industries of the future. One such industry is the recycling of Waste Electrical and Electronic Equipment (WEEE) materials, in which electric devices are disassembled and readied for the recovery of raw materials. Since devices may contain hazardous materials and their disassembly involves heavy manual labor, robotic disassembly is a promising venue. However, since devices may be damaged, dirty and unidentified, robotic disassembly is challenging since object models are unavailable or cannot be relied upon. This case study explores grasping strategies for industrial robotic disassembly of WEEE devices with uncertain vision data. We propose three grippers and appropriate tactile strategies for force-based manipulation that improves grasping robustness. For each proposed gripper, we develop corresponding strategies that can perform effectively in different grasping tasks and leverage the grippers design and unique strengths. Through experiments conducted in lab and factory settings for four different WEEE devices, we demonstrate how object uncertainty may be overcome by tactile sensing and compliant techniques, significantly increasing grasping success rates.

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