HOMIE: Humanoid Loco-Manipulation with Isomorphic Exoskeleton Cockpit

要約

一般化可能なヒューマノイド操作は、調整された全身制御と正確な接触豊富なオブジェクト操作を必要とする重要な課題をもたらします。
これに対処するために、このペーパーでは、ペダルにマッピングされたボディコントロールの強化学習ポリシーを組み合わせた半自動化学的操作システム、腕制御のための同型外骨格アーム、および手コントロールのモーションセンスグローブを組み合わせて、統一コックピットを形成し、ヒューマロイドを動作させる統一コックピットを形成する相棒を紹介します。
このポリシーには、上半身のポーズカリキュラム、高さ追跡報酬、対称的利用など、新しいデザインが組み込まれています。
これらの機能により、システムは任意の上半身のポーズにシームレスに適応しながら、特定の高さまで歩行としゃがむことができます。
外骨格は、逆ダイナミクスへの依存を排除​​することにより、より速く、より正確な腕制御を実現します。
グローブはサーボの代わりにホールセンサーを利用しているため、コンパクトなデバイスでさえ15度以上の自由度を実現し、器用な手のあらゆるモデルに自由に適応することができます。
以前のテレオ操作システムと比較して、Homieはその並外れた効率で際立っており、半分の時間でタスクを完了しています。
拡張された作業範囲により、ユーザーは高領域と低い領域に自由に到達し、オブジェクトと対話することができます。
手頃な価格で、価格はわずか500ドルです。
システムは完全にオープンソースであり、デモとコードはhttps://homietele.github.io/にあります。

要約(オリジナル)

Generalizable humanoid loco-manipulation poses significant challenges, requiring coordinated whole-body control and precise, contact-rich object manipulation. To address this, this paper introduces HOMIE, a semi-autonomous teleoperation system that combines a reinforcement learning policy for body control mapped to a pedal, an isomorphic exoskeleton arm for arm control, and motion-sensing gloves for hand control, forming a unified cockpit to freely operate humanoids and establish a data flywheel. The policy incorporates novel designs, including an upper-body pose curriculum, a height-tracking reward, and symmetry utilization. These features enable the system to perform walking and squatting to specific heights while seamlessly adapting to arbitrary upper-body poses. The exoskeleton, by eliminating the reliance on inverse dynamics, delivers faster and more precise arm control. The gloves utilize Hall sensors instead of servos, allowing even compact devices to achieve 15 or more degrees of freedom and freely adapt to any model of dexterous hands. Compared to previous teleoperation systems, HOMIE stands out for its exceptional efficiency, completing tasks in half the time; its expanded working range, allowing users to freely reach high and low areas as well as interact with any objects; and its affordability, with a price of just $500. The system is fully open-source, demos and code can be found in our https://homietele.github.io/.

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