TeleOpBench: A Simulator-Centric Benchmark for Dual-Arm Dexterous Teleoperation

要約

テレオ操作は、具体化されたロボット学習の基礎であり、特にバイマニュアルな器用なテレオ操作は、完全に自律的なシステムで入手するのが難しい豊富なデモンストレーションを提供します。
最近の研究では、慣性モーションキャプチャグローブから外骨格やビジョンベースのインターフェースまで、多様なハードウェアパイプラインが提案されていますが、これらのシステムの公正で再現性のある比較を可能にする統一されたベンチマークはまだありません。
このペーパーでは、両マニュアルの器用なテレオ操作に合わせたシミュレーター中心のベンチマークであるTeleopbenchを紹介します。
Teleopbenchには、幅広いスペクトルの運動学的および力相互作用の難易度をカバーする、ピックアンドプレイス、ツールの使用、および共同操作にまたがる30の高忠実度タスク環境が含まれています。
このベンチマーク内で、4つの代表的なテレオ操作モダリティを実装します（i）MoCap、（ii）VRデバイス、（iii）腕の手骨型、および（iv）単眼視力視力追跡と評価し、共通のプロトコルとメトリックスイートで評価します。
シミュレーションのパフォーマンスが実際の動作を予測することを検証するために、2つの6ドフの器用な手を備えた物理的なデュアルアームプラットフォームでミラーリングされた実験を実施します。
10個の保有タスクで、シミュレーターとハードウェアパフォーマンスの間に強い相関関係が観察され、テレオプベンチの外部妥当性が確認されます。
Teleopbenchは、テレオ操作研究のための一般的な基準を確立し、将来のアルゴリズムとハードウェアの革新のための拡張可能なプラットフォームを提供します。

要約(オリジナル)

Teleoperation is a cornerstone of embodied-robot learning, and bimanual dexterous teleoperation in particular provides rich demonstrations that are difficult to obtain with fully autonomous systems. While recent studies have proposed diverse hardware pipelines-ranging from inertial motion-capture gloves to exoskeletons and vision-based interfaces-there is still no unified benchmark that enables fair, reproducible comparison of these systems. In this paper, we introduce TeleOpBench, a simulator-centric benchmark tailored to bimanual dexterous teleoperation. TeleOpBench contains 30 high-fidelity task environments that span pick-and-place, tool use, and collaborative manipulation, covering a broad spectrum of kinematic and force-interaction difficulty. Within this benchmark we implement four representative teleoperation modalities-(i) MoCap, (ii) VR device, (iii) arm-hand exoskeletons, and (iv) monocular vision tracking-and evaluate them with a common protocol and metric suite. To validate that performance in simulation is predictive of real-world behavior, we conduct mirrored experiments on a physical dual-arm platform equipped with two 6-DoF dexterous hands. Across 10 held-out tasks we observe a strong correlation between simulator and hardware performance, confirming the external validity of TeleOpBench. TeleOpBench establishes a common yardstick for teleoperation research and provides an extensible platform for future algorithmic and hardware innovation.

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