Towards Tangible Immersion for Cobot Programming-by-Demonstration: Visual, Tactile and Haptic Interfaces for Mixed-Reality Cobot Automation in Semiconductor Manufacturing

要約

センサーベースの反応性およびハイブリッドアプローチは、把握と操作における不完全な知識に対処するための有望な研究ラインを証明しています。
しかし、反応性のアプローチは通常、特定の実施形態に密接に結合され、知識の移転が困難になります。
このペーパーでは、反応性操作アクションのモデリングと実行のパラダイムを提案します。これにより、実施形態の反応性能力を保持しながら、知識移転が異なる実施形態に可能になります。
提案されたアプローチは、抽象化の独立した層を導入することにより、状態マシンによって調整された制御プリミティブの概念を拡張します。
抽象的な操作プリミティブは、原子の具体化独立したアクションの語彙を構成します。これは、状態マシンを使用して複雑なアクションを記述するために調整できます。
実施形態特定のモデルを取得するために、各プラットフォームの完全な機能を利用できるように、特定のモデルを具体化するように抽象的な状態マシンが自動的に翻訳されます。
操作プリミティブのパラダイムの強度は、複雑な反応性グレーシングプリミティブを含む、オブジェクト輸送に対応する一連の実施形態固有のプリミティブを開発することにより実証されます。
アプローチの堅牢性は、いくつかの未知のオブジェクトで満たされた箱を空にする際に実験的に研究されています。
実施形態の独立性は、同じ抽象的な説明を使用して2つの異なるプラットフォームで操作タスクを実行することにより研究されます。

要約(オリジナル)

Sensor-based reactive and hybrid approaches have proven a promising line of study to address imperfect knowledge in grasping and manipulation. However the reactive approaches are usually tightly coupled to a particular embodiment making transfer of knowledge difficult. This paper proposes a paradigm for modeling and execution of reactive manipulation actions, which makes knowledge transfer to different embodiments possible while retaining the reactive capabilities of the embodiments. The proposed approach extends the idea of control primitives coordinated by a state machine by introducing an embodiment independent layer of abstraction. Abstract manipulation primitives constitute a vocabulary of atomic, embodiment independent actions, which can be coordinated using state machines to describe complex actions. To obtain embodiment specific models, the abstract state machines are automatically translated to embodiment specific models, such that full capabilities of each platform can be utilized. The strength of the manipulation primitives paradigm is demonstrated by developing a set of corresponding embodiment specific primitives for object transport, including a complex reactive grasping primitive. The robustness of the approach is experimentally studied in emptying of a box filled with several unknown objects. The embodiment independence is studied by performing a manipulation task on two different platforms using the same abstract description.

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