Hierarchical Procedural Framework for Low-latency Robot-Assisted Hand-Object Interaction

要約

ロボット工学の進歩により、ヒューマンロボット相互作用（HRI）テクノロジーの開発が促進されています。
ただし、人間の行動を正確に認識し、適応制御を達成することは、人間とロボットの動きの間のシームレスな調整を促進する際の課題です。
このホワイトペーパーでは、動的なロボット支援ハンドオブジェクトの相互作用を可能にするための階層的な手続き型フレームワークを提案します。
オープンループ階層は、ハンドモーションをロボットアクションに変換するように設計されたモーションプリミティブに基づいて、コンピュータービジョン（CV）ベースの3D再構成を人間の手の3D再構成を活用します。
低レベルの調整階層は、連続的に更新された3Dハンドモデルを使用して、ロボットのアクションを微調整します。
実験的検証は、階層制御アーキテクチャの有効性を示しています。
人間とロボットの行動との間の適応調整は、テレと相互作用のシナリオで$ \ leq 0.3 $秒の遅延を達成しました。
リングウエアのタスクのケーススタディは、ヘルスケアや製造などの支援技術におけるこの作業の潜在的な適用を示しています。

要約(オリジナル)

Advances in robotics have been driving the development of human-robot interaction (HRI) technologies. However, accurately perceiving human actions and achieving adaptive control remains a challenge in facilitating seamless coordination between human and robotic movements. In this paper, we propose a hierarchical procedural framework to enable dynamic robot-assisted hand-object interaction. An open-loop hierarchy leverages the computer vision (CV)-based 3D reconstruction of the human hand, based on which motion primitives have been designed to translate hand motions into robotic actions. The low-level coordination hierarchy fine-tunes the robot’s action by using the continuously updated 3D hand models. Experimental validation demonstrates the effectiveness of the hierarchical control architecture. The adaptive coordination between human and robot behavior has achieved a delay of $\leq 0.3$ seconds in the tele-interaction scenario. A case study of ring-wearing tasks indicates the potential application of this work in assistive technologies such as healthcare and manufacturing.

arxiv情報

提供元, 利用サービス

arxiv.jp, Google