Fabrica: Dual-Arm Assembly of General Multi-Part Objects via Integrated Planning and Learning

要約

マルチパートアセンブリは、ロボットが複雑な形状を越えて一般化を伴う長距離、接触豊富な操作を実行するための重要な課題をもたらします。
一般的なマルチパートオブジェクトの自律的なアセンブリのエンドツーエンドの計画と制御が可能なデュアルアームロボットシステムであるFabricaを提示します。
長い視野を越えて計画するために、自動化されたフィクスチャの生成を使用した優先順位、シーケンス、把持、およびモーション計画の階層を開発し、デュアルアームロボットで一般的なマルチステップアセンブリを可能にします。
プランナーは、平行化可能な設計により効率的になり、下流の制御安定性のために最適化されています。
連絡先の豊富なアセンブリの手順については、計画から得られた等掘りと残留アクションに導かれた、オブジェクトのジオメトリ、アセンブリの方向、および把握ポーズを越えて一般主義者のポリシーを訓練する軽量の強化学習フレームワークを提案します。
これらのポリシーは、ゼロショットを現実の世界に転送し、80％の成功したステップを達成します。
体系的な評価のために、多様なカテゴリとジオメトリにまたがる産業および毎日のオブジェクトに似たマルチパートアセンブリのベンチマークスイートを提案します。
効率的なグローバルな計画と堅牢なローカルコントロールを統合することにより、ドメインの知識や人間のデモンストレーションなしで、完全で一般化可能な現実世界のマルチパートアセンブリを実現するための最初のシステムを紹介します。
プロジェクトWebサイト：http：//fabrica.csail.mit.edu/

要約(オリジナル)

Multi-part assembly poses significant challenges for robots to execute long-horizon, contact-rich manipulation with generalization across complex geometries. We present Fabrica, a dual-arm robotic system capable of end-to-end planning and control for autonomous assembly of general multi-part objects. For planning over long horizons, we develop hierarchies of precedence, sequence, grasp, and motion planning with automated fixture generation, enabling general multi-step assembly on any dual-arm robots. The planner is made efficient through a parallelizable design and is optimized for downstream control stability. For contact-rich assembly steps, we propose a lightweight reinforcement learning framework that trains generalist policies across object geometries, assembly directions, and grasp poses, guided by equivariance and residual actions obtained from the plan. These policies transfer zero-shot to the real world and achieve 80% successful steps. For systematic evaluation, we propose a benchmark suite of multi-part assemblies resembling industrial and daily objects across diverse categories and geometries. By integrating efficient global planning and robust local control, we showcase the first system to achieve complete and generalizable real-world multi-part assembly without domain knowledge or human demonstrations. Project website: http://fabrica.csail.mit.edu/

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